JP5544534B2 - Recombinant triple scaffold base polypeptide - Google Patents
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Abstract
Description
関連出願
本出願は、2005年12月15日に出願された米国特許出願番号60/750,746の優先権を主張するものであり、その内容はここに参照することにより組み込まれる。
RELATED APPLICATION This application claims priority to US patent application Ser. No. 60 / 750,746, filed Dec. 15, 2005, the contents of which are hereby incorporated by reference.
本発明は、高い親和性、低い細胞分裂促進作用、および高いインビボ安定性を備えるタンパク質複合体ベースの結合試薬に関する。該試薬は多価(multi-valent)あるいは多重特異性(multi-specific)にもなり得る。 The present invention relates to protein complex-based binding reagents with high affinity, low mitogenic activity, and high in vivo stability. The reagent can be multi-valent or multi-specific.
タンパク質ベースの結合試薬は治療または診断の適用において様々な用途がある。抗体がこのような試薬の優れたパラダイムであることは証明されている。実際、多くのモノクローナル抗体(mAb)が、癌、感染病、および炎症性疾患の治療のために首尾よく使用されている(Adamsら、Nat. Biotechnol.2005 Sep;23(9):1147-57)。 Protein-based binding reagents have a variety of uses in therapeutic or diagnostic applications. Antibodies have proven to be an excellent paradigm for such reagents. In fact, many monoclonal antibodies (mAbs) have been successfully used for the treatment of cancer, infectious diseases, and inflammatory diseases (Adams et al., Nat. Biotechnol. 2005 Sep; 23 (9): 1147-57). ).
マウスmAbの有効性および安全性はいずれもキメラ化およびヒト化などの組み換えDNA技術によって高められた。しかし、CDR(相補決定領域)グラフティングを用いたマウスmAbのヒト化は、マウス対応物よりも結合親和性が低くなることが多い。抗体親和性は、治療薬としての抗体の成功の鍵となる要因である。高親和性を有する抗体は、標的レセプターに対し天然リガンドと有効に競合できるものとなり、投与量、毒性、およびコストを低減させる。親和性はまた、抗体の薬物動態、例えばその標的組織および宿主の血液循環内における分布と排出にも影響する。インビボで有効なモノクローナル抗体に要求されるのは、無関係のタンパク質に非特異的に結合することのない、標的抗原に対する強い親和性である。抗原結合部位の多量体化は、抗体親和性(機能的親和性(functional affinity))として定義される、抗原への抗体の全体的な結合の強さを向上させる効果的な手段と見られている(Millerら、J Immunol 170:4854-4861、2003; Rheinneckerら、J Immunol 157:2989-2997、1996; Shopes、J Immunol 148:2918-2922、1992; Shufordら、Science 252:724-727、1991; Wolffら、J Immunol 148:2469-2474、1992))。それらはインビボにおける抗腫瘍活性を向上させる(Liu ら、Int Immunopharmacol 6:791-799、2006; Wolffら、Cancer Res 53:2560-2565、1993)。免疫グロブリンG(IgG)の二価の性質により、従来および人工のIgGは、2つを超える異なった抗原に同時に結合させるために用いることはできない。よって、多価または多重特異性のタンパク質ベース結合試薬が必要とされる。 Both the efficacy and safety of mouse mAbs were enhanced by recombinant DNA techniques such as chimerization and humanization. However, humanization of mouse mAbs using CDR (complementary determining region) grafting often has a lower binding affinity than the mouse counterpart. Antibody affinity is a key factor in the success of antibodies as therapeutic agents. Antibodies with high affinity will be able to effectively compete with the natural ligand for the target receptor, reducing dosage, toxicity, and cost. Affinity also affects the pharmacokinetics of an antibody, such as its distribution and excretion within the target tissue and host blood circulation. What is required for an in vivo effective monoclonal antibody is a strong affinity for the target antigen that does not bind nonspecifically to unrelated proteins. Multimerization of antigen binding sites is seen as an effective means of improving the overall strength of antibody binding to antigen, defined as antibody affinity (functional affinity). (Miller et al., J Immunol 170: 4854-4861, 2003; Rheinnecker et al., J Immunol 157: 2989-2997, 1996; Shopes, J Immunol 148: 2918-2922, 1992; Shuford et al., Science 252: 724-727, 1991; Wolff et al., J Immunol 148: 2469-2474, 1992)). They improve antitumor activity in vivo (Liu et al., Int Immunopharmacol 6: 791-799, 2006; Wolff et al., Cancer Res 53: 2560-2565, 1993). Due to the divalent nature of immunoglobulin G (IgG), conventional and artificial IgG cannot be used to bind to more than two different antigens simultaneously. Thus, multivalent or multispecific protein-based binding reagents are needed.
場合によって、Fc領域を操作することを通し、例えば抗体依存性細胞介在性障害(ADCC)および補体依存性細胞障害(CDC)のようなエフェクター作用を回避することは、細胞分裂促進性の副作用を低減するために必要である。例として、マウスの抗ヒトCD3 mAb(オルソクローンOKT3、ムロモナブ−CD3)は、ヒトT細胞上のT細胞レセプター(TCR)/CD3複合体を標的にする強力な免疫抑制剤である。過去20年の間、それは同種移植の拒否反応を防ぐまたは治療するために用いられてきた(Cosimiら、N Engl J Med 305:308-314、1981; Group、N Engl J Med 313:337-342、1985; Kungら、Science 206:347-349、1979)。しかし、この治療を用いることの主な欠点の1つは、インフルエンザに似た症状、呼吸困難、神経学的症状および急性尿細管壊死を含む一連の有害な細胞分裂促進作用をもたらすTNF-α、IL-2およびIFN-γのようなサイトカインの全身的な放出である(Abramowiczら、Transplantation 47:606-608、1989; Chatenoudら、N Engl J Med 320:1420-1421、1989; Goldmanら、Transplantation 50:158-159、1990; Toussaintら、Transplantation 48:524-526、1989)。OKT3およびその他の抗CD3 mAbの細胞分裂促進活性は、FcR陽性細胞(例えば単球)への結合を介しての広範なTCR/CD3架橋によるため、最近は、FcRへの結合を修正することによる非細胞分裂促進型の抗CD3抗体の開発に努力が注がれている。したがって、高い親和性、低い細胞分裂促進作用、および高いインビボ安定性を備えるタンパク質ベースの結合試薬が必要とされる。 In some cases, through manipulating the Fc region, avoiding effector effects such as antibody-dependent cell-mediated disorders (ADCC) and complement-dependent cytotoxicity (CDC) can cause mitogenic side effects. Is necessary to reduce. As an example, murine anti-human CD3 mAb (orthoclone OKT3, muromonab-CD3) is a potent immunosuppressant that targets the T cell receptor (TCR) / CD3 complex on human T cells. During the past 20 years, it has been used to prevent or treat allograft rejection (Cosimi et al., N Engl J Med 305: 308-314, 1981; Group, N Engl J Med 313: 337-342). 1985; Kung et al., Science 206: 347-349, 1979). However, one of the main drawbacks of using this treatment is that TNF-α, which produces a series of deleterious mitogenic effects including influenza-like symptoms, dyspnea, neurological symptoms and acute tubular necrosis, Systemic release of cytokines such as IL-2 and IFN-γ (Abramowicz et al., Transplantation 47: 606-608, 1989; Chatenoud et al., N Engl J Med 320: 1420-1421, 1989; Goldman et al., Transplantation. 50: 158-159, 1990; Toussaint et al., Transplantation 48: 524-526, 1989). The mitogenic activity of OKT3 and other anti-CD3 mAbs is due to extensive TCR / CD3 cross-linking via binding to FcR positive cells (eg monocytes), and recently by modifying binding to FcR Efforts are being made to develop non-mitogenic anti-CD3 antibodies. Thus, protein-based binding reagents with high affinity, low mitogenic activity, and high in vivo stability are needed.
本発明の目的は、高い親和性、低い細胞分裂促進作用、および高いインビボ安定性を備えるタンパク質複合体ベースの結合試薬を提供することにある。該試薬は多価あるいは多重特異性とすることもできる。 It is an object of the present invention to provide a protein complex-based binding reagent with high affinity, low mitogenic activity, and high in vivo stability. The reagent can also be multivalent or multispecific.
したがって、本発明の1態様は、第1の足場ドメイン(scaffold domain)および第1の足場ドメインの1つの末端にインフレームで(in-frame)融合する第1の異種ドメイン(heterologous domain)を含む第1の融合ポリペプチド鎖と、第2の足場ドメインを含む第2の融合ポリペプチド鎖と、第3の足場ドメインを含む第3の融合ポリペプチド鎖とを含んでいる単離組み換えタンパク質複合体に特徴を有する。第1、第2および第3の足場ドメインは、三重らせんコイル(triple helix coil)を形成するように並ぶ。第1の足場ドメインおよび第1の異種ドメインはインフレームで融合し、かつ同一のペプチド鎖に存する。 Accordingly, one aspect of the present invention includes a first scaffold domain and a first heterologous domain that fuses in-frame to one end of the first scaffold domain. An isolated recombinant protein complex comprising a first fusion polypeptide chain, a second fusion polypeptide chain comprising a second scaffold domain, and a third fusion polypeptide chain comprising a third scaffold domain It has the characteristics. The first, second and third scaffold domains are aligned to form a triple helix coil. The first scaffold domain and the first heterologous domain are fused in-frame and reside in the same peptide chain.
異種ドメインには酵素ドメインまたは蛍光タンパク質の配列が含まれ得る。蛍光タンパク質の例としては、GFPおよびdsRed、さらにそれらの変異体などがある。酵素ドメインの例には、グルタチオンS-トランスフェラーゼ、ルシフェラーゼ、β-ガラクトシダーゼ、およびβ-ラクタマーゼのドメインが含まれる。 The heterologous domain can include an enzyme domain or a fluorescent protein sequence. Examples of fluorescent proteins include GFP and dsRed, and variants thereof. Examples of enzyme domains include glutathione S-transferase, luciferase, β-galactosidase, and β-lactamase domains.
異種ドメインには、結合パートナーと結合する結合ドメイン(例えばリガンド結合ドメイン、リガンド、レセプター、またはプロテオグリカン)が含まれ得る。「結合パートナー」とは、目的とする所望の化合物(例えばタンパク質)の部分に対して特異的、共有結合的または非共有結合的な親和性を備える任意の分子を意味する。結合パートナーの例としては、抗原/抗体のペア、タンパク質/阻害剤のペア、レセプター/リガンドのペア(例えば細胞表面または核レセプター/リガンドのペア)、酵素/基質のペア(例えばキナーゼ/基質のペア)、レクチン/炭水化物のペア、オリゴマーまたはへテロオリゴマータンパク質のペア、DNA結合タンパク質/DNA結合部位のペア、およびRNA/タンパク質のペアがある。また、結合ドメインの例には、例えばヒスチジンタグ、mycタグ、またはヘマグルチン(hemagglutin)タグのような親和性タグの配列も含まれる。 A heterologous domain can include a binding domain that binds to a binding partner (eg, a ligand binding domain, a ligand, a receptor, or a proteoglycan). By “binding partner” is meant any molecule that has a specific, covalent or non-covalent affinity for a portion of a desired compound (eg, protein) of interest. Examples of binding partners include antigen / antibody pairs, protein / inhibitor pairs, receptor / ligand pairs (eg, cell surface or nuclear receptor / ligand pairs), enzyme / substrate pairs (eg, kinase / substrate pairs). ), Lectin / carbohydrate pairs, oligomeric or heterooligomeric protein pairs, DNA binding protein / DNA binding site pairs, and RNA / protein pairs. Examples of binding domains also include affinity tag sequences such as histidine tag, myc tag, or hemagglutin tag.
上述した第1の異種ドメインには、免疫グロブリンの1つまたはそれ以上の相補決定領域(CDR)が含まれてもよい。よって、異種ドメインには、例えばVHドメインおよびFabのような抗体の抗原結合部位が含まれ得る。1つの実施形態において、第1の異種ドメインには、抗原結合性フラグメントまたは一本鎖抗体、例えば分化抗原3(CD3)または上皮増殖因子レセプター(EGFR)に特異なものの配列が含まれる。第1のポリペプチド鎖はさらに、第1の足場ドメインのもう1つの末端にインフレームで融合する第2の異種ドメインを含んでいてもよい。第1の異種ドメインのように、第2の異種ドメインにも、結合パートナーと結合するドメインが含まれ得る。第1および第2の異種ドメインは互いに同一であってもまたは異なっていてもよい。これらは、同一の結合パートナーまたは2つの異なる結合パートナーに結合することができる。例えば、第1の異種ドメインおよび第2の異種ドメインには、CD3およびEGFRにそれぞれ特異的に結合する第1の一本鎖抗体および第2の一本鎖抗体の配列が各々含まれていてもよい。 The first heterologous domain described above may include one or more complementarity determining regions (CDRs) of an immunoglobulin. Thus, a heterologous domain can include, for example, an antigen binding site of an antibody, such as a VH domain and Fab. In one embodiment, the first heterologous domain includes a sequence of an antigen-binding fragment or single chain antibody, such as those specific for differentiation antigen 3 (CD3) or epidermal growth factor receptor (EGFR). The first polypeptide chain may further comprise a second heterologous domain fused in frame to the other end of the first scaffold domain. Like the first heterologous domain, the second heterologous domain can also include a domain that binds to a binding partner. The first and second heterologous domains may be the same or different from each other. They can bind to the same binding partner or two different binding partners. For example, the first heterologous domain and the second heterologous domain may each contain sequences of a first single-chain antibody and a second single-chain antibody that specifically bind to CD3 and EGFR, respectively. Good.
上述したタンパク質複合体において、第2の融合ポリペプチド鎖は、第2の足場ドメインの1つの末端にインフレームで融合する第3の異種ドメイン、第2の足場ドメインのもう1つの末端にインフレームで融合する第4の異種ドメイン、または2つの末端にインフレームで融合する両方のドメインを含んでいてもよい。同様に、第3の融合ポリペプチド鎖は、第3の足場ドメインの1つの末端にインフレームで融合する第5の異種ドメイン、または、第3の足場ドメインのもう1つの末端にインフレームで融合する第6の異種ドメイン、または、両方を含んでいてもよい。上述した第1および第2の異種ドメインのように、これら4つの異種ドメインの各々には、結合パートナーと結合する結合ドメインも含まれ得る。6つ全ての異種ドメインは互いに同一であってもよくまたは異なってもよい。よってこれらは、1、2、3、4、5または6つの結合パートナーと結合できる。言い換えると、当該タンパク質複合体は、一、二、三、四、五、または六価であり得る。 In the protein complex described above, the second fusion polypeptide chain is in-frame at the other end of the third heterologous domain, the second scaffold domain, fused in-frame to one end of the second scaffold domain. A fourth heterologous domain fused at, or both domains fused in-frame to the two ends. Similarly, the third fusion polypeptide chain is fused in frame to the fifth heterologous domain fused in-frame to one end of the third scaffold domain, or to the other end of the third scaffold domain. A sixth heterologous domain, or both. Like the first and second heterologous domains described above, each of these four heterologous domains can also include a binding domain that binds to a binding partner. All six heterologous domains may be the same or different from each other. They can thus bind to 1, 2, 3, 4, 5 or 6 binding partners. In other words, the protein complex can be one, two, three, four, five, or hexavalent.
第1、第2、および第3の足場ドメインが三重らせんコイルを形成するよう、3つの足場ドメインのそれぞれは1つまたはそれ以上の三重らせんリピートを含んでおり、各リピートは次の式:(X1−X2−X3)nの配列を含み、式中、X1はGly残基であり、X2およびX3は任意のアミノ酸残基、好ましくはイミノ酸のプロリンまたはヒドロキシプロリンであり、かつ、nは5またはこれより大きい数である。例えば、第1、第2、および第3の足場ドメインは、(GPP)10、または、1つもしくはそれ以上のヒト補体C1q、コレクチン、もしくはコラーゲンポリペプチド鎖の三重らせんリピートを含むことができる。 Each of the three scaffold domains includes one or more triple helix repeats such that the first, second, and third scaffold domains form a triple helix coil, each repeat having the following formula: ( X1-X2-X3) n, wherein X1 is a Gly residue, X2 and X3 are any amino acid residue, preferably an imino acid proline or hydroxyproline, and n is 5 Or a larger number. For example, the first, second, and third scaffold domains can comprise (GPP) 10, or triple helical repeats of one or more human complement C1q, collectin, or collagen polypeptide chains. .
1つの実施形態において、上述した第1、第2および第3の融合ポリペプチドは実質的に同じであり、互いに少なくとも75%(例えば75%から100%の間の任意の数を含む)の配列同一性を有している。3つの同じ融合ポリペプチドから形成される複合体はホモ三量体である。これら3つの融合ポリペプチドは機能的に等価であり得る。「機能的に等価」とは、例えば、1もしくはそれ以上の点変異、挿入、欠失、切断を有するタンパク質、融合タンパク質、またはそれらの組み合わせなど共通のポリペプチドのポリペプチド誘導体が、三重らせんコイルを形成する能力と、例えばリガンドに結合するといった異種ドメインの活性を実質的に保持していることをいう。 In one embodiment, the first, second and third fusion polypeptides described above are substantially the same and have a sequence of at least 75% (including any number between, for example, 75% and 100%) of each other. Have identity. A complex formed from three identical fusion polypeptides is a homotrimer. These three fusion polypeptides can be functionally equivalent. “Functionally equivalent” means that a polypeptide derivative of a common polypeptide, such as a protein having one or more point mutations, insertions, deletions, truncations, fusion proteins, or combinations thereof, is a triple helical coil. And substantially retains the activity of a heterologous domain such as binding to a ligand.
異種ポリペプチド、核酸、または遺伝子は異種から由来するもの、または、同種からのものである場合はその原形に実質的に修飾が加えられたものである。2つの融合ドメインまたは配列は、それらが天然のタンパク質または核酸中で互いに隣り合っていない場合は、互いに異種である。例えば、天然のヒトミニコラーゲン(XXI型)、コレクチンファミリータンパク質、または補体1q(C1q)の一部でないポリペプチド配列は、ヒトタンパク質におけるドメインに対して異種である。 A heterologous polypeptide, nucleic acid, or gene is derived from a different species or, if from the same species, is substantially modified in its original form. Two fusion domains or sequences are heterologous to each other if they are not next to each other in a native protein or nucleic acid. For example, a polypeptide sequence that is not part of native human minicollagen (type XXI), collectin family protein, or complement 1q (C1q) is heterologous to a domain in the human protein.
本発明はまた、(i)三重らせんコイルを形成するのに用いられる足場ドメイン、および(ii)足場ドメインの1つの末端にインフレームで融合する第1の異種ドメイン、または足場ドメインのもう1つの末端にインフレームで融合する第2の異種ドメインを含む単離組み換え融合ポリペプチド(例えば上述した3つの各融合ポリペプチド)にも特徴を有する。足場ドメインは、1つまたはそれ以上の上述した三重らせんリピート、例えばヒトC1qまたはコラーゲンポリペプチド鎖のそれを含み得る。異種ドメインは、上述した結合ドメインの1つを含んでいてもよく、かつ、ファージディスプレイスクリーニングのような当該分野で知られるさまざまな方法によって得ることができる。 The invention also includes (i) a scaffold domain used to form a triple helix coil, and (ii) a first heterologous domain fused in frame to one end of the scaffold domain, or another scaffold domain Also featured are isolated recombinant fusion polypeptides (eg, each of the three fusion polypeptides described above) comprising a second heterologous domain fused in-frame to the ends. The scaffold domain may comprise one or more of the above-described triple helix repeats, such as that of human C1q or a collagen polypeptide chain. The heterologous domain may include one of the binding domains described above and can be obtained by various methods known in the art such as phage display screening.
単離ポリペプチドまたはタンパク質複合体とは、天然の関連分子を実質的に含まないポリペプチドまたはタンパク質複合体のことをいい、つまり、それは乾燥重量で少なくとも純度75%(すなわち75%および100%の間の任意の数を含む)である。純度は任意の適した標準的方法、例えばカラムクロマトグラフィ、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、またはHPLC分析によって測定することができる。本発明の単離ポリペプチドまたはタンパク質複合体は、天然資源から精製でき、また組み換えDNA技術で作製することができる。 An isolated polypeptide or protein complex refers to a polypeptide or protein complex that is substantially free of naturally associated molecules, ie, it is at least 75% pure (ie, 75% and 100% pure) by dry weight. Including any number in between). Purity can be measured by any suitable standard method, such as column chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis, or HPLC analysis. The isolated polypeptide or protein complex of the present invention can be purified from natural sources and can be produced by recombinant DNA techniques.
本発明は、先ほど述べた融合ポリペプチドをコードする配列またはその配列の補体を含む単離核酸にも特徴を有する。核酸とはDNA分子(例えばcDNAもしくはゲノムDNA)、RNA分子(例えばmRNA)、またはDNAもしくはRNAアナログのことをいう。DNAまたはRNAアナログはヌクレオチドアナログから合成されたものであってよい。核酸分子は、一本鎖または二本鎖であってもよいが、好ましいのは二本鎖DNAである。「単離核酸」とは、その構造が、どの天然に存在する核酸の構造とも、またはどの天然に存在するゲノム核酸のフラグメントの構造とも同一でない核酸である。よってこの用語は、例えば(a)天然に存在するゲノムDNA分子の一部の配列を有するが、生物に天然に存在するゲノムにおいてその分子の一部の側方に位置する2つのコーディング配列の隣にはないDNA、(b)得られる分子がいかなる天然に存在するベクターまたはゲノムDNAとも同一にならないような方式で、ベクターまたは原核生物もしくは真核生物のゲノムDNAに組み込まれる核酸、(c)例えばcDNA、ゲノムフラグメント、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により作製されたフラグメントまたは制限フラグメントのような分離された分子、および(d)ハイブリッド遺伝子、つまり融合タンパク質をコードする遺伝子の一部である組み換えヌクレオチド配列、を包含する。上述した核酸は本発明のポリペプチドを発現するのに用いることができる。この目的のために、核酸を適した調節配列へ動作可能に連結させて発現ベクターを生成することができる。 The invention is also characterized by an isolated nucleic acid comprising a sequence encoding the fusion polypeptide described above or the complement of that sequence. Nucleic acid refers to a DNA molecule (eg, cDNA or genomic DNA), an RNA molecule (eg, mRNA), or a DNA or RNA analog. DNA or RNA analogs may be synthesized from nucleotide analogs. The nucleic acid molecule may be single-stranded or double-stranded, but preferably is double-stranded DNA. An “isolated nucleic acid” is a nucleic acid whose structure is not identical to the structure of any naturally occurring nucleic acid or the structure of any naturally occurring genomic nucleic acid fragment. Thus, this term includes, for example, (a) a sequence that is part of a naturally occurring genomic DNA molecule, but next to two coding sequences that flank a part of that molecule in the genome that is naturally present in the organism. (B) a nucleic acid that is incorporated into the vector or prokaryotic or eukaryotic genomic DNA in such a way that the resulting molecule is not identical to any naturally occurring vector or genomic DNA, (c) e.g. isolated molecules such as cDNA, genomic fragments, fragments generated by polymerase chain reaction (PCR) or restriction fragments, and (d) recombinant nucleotide sequences that are part of a hybrid gene, ie, a gene encoding a fusion protein, Is included. The nucleic acids described above can be used to express the polypeptides of the present invention. For this purpose, the expression vector can be generated by operably linking the nucleic acid to suitable regulatory sequences.
ベクターとは、それに連結された別の核酸を運ぶ能力のある核酸分子のことをいう。ベクターは自己複製または宿主DNAと統一化することが可能である。ベクターの例としては、プラスミド、コスミド、またはウィルスベクターなどがある。本発明のベクターは、宿主細胞における核酸の発現に適したかたちで核酸を含む。ベクターが、発現させようとする核酸配列に操作により連結した1つまたはそれ以上の調節配列を含んでいると好ましい。「調節配列」には、プロモーター、エンハンサー、またはその他の発現制御要素(例えばポリアデニル化信号)が含まれる。調節配列には、組織特異的な調節および/または誘導(inducible)配列だけでなく、ヌクレオチド配列を直接構成的発現させるものも含まれる。発現ベクターの設計は、形質転換させるべき宿主細胞の選択、所望のタンパク質の発現レベルなどといった要素に応じて行うことができる。発現ベクターを宿主細胞に導入することにより本発明のポリペプチドが生産される。上述した核酸を含む宿主細胞もまた本発明の範囲内に含まれる。例として、E.Coli細胞、昆虫細胞(例えばショウジョウバエS2またはバキュロウイルス細胞を使用)、酵母細胞、または哺乳動物の細胞(例えばマウス骨髄腫NS0細胞)などがある。例えば、Goeddel、(1990)Gene Expression Technology:Method in Enzymology 185、Academic Press、San Diego、CAを参照されたい。 A vector refers to a nucleic acid molecule capable of carrying another nucleic acid linked to it. Vectors can be self-replicating or unified with host DNA. Examples of vectors include plasmids, cosmids, or viral vectors. The vector of the present invention contains the nucleic acid in a form suitable for expression of the nucleic acid in a host cell. Preferably, the vector contains one or more regulatory sequences operatively linked to the nucleic acid sequence to be expressed. “Regulatory sequences” include promoters, enhancers, or other expression control elements (eg, polyadenylation signals). Regulatory sequences include not only tissue-specific regulatory and / or inducible sequences, but also those that directly constitutively express nucleotide sequences. The expression vector can be designed according to factors such as selection of a host cell to be transformed, expression level of a desired protein, and the like. The polypeptide of the present invention is produced by introducing the expression vector into a host cell. Host cells containing the nucleic acids described above are also included within the scope of the present invention. As an example, E.I. Coli cells, insect cells (eg, using Drosophila S2 or baculovirus cells), yeast cells, or mammalian cells (eg, mouse myeloma NS0 cells). See, for example, Goeddel, (1990) Gene Expression Technology: Method in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA.
本発明の融合ポリペプチドを作製するには、本発明の核酸によってコードされるポリペプチドの発現を可能とする条件下、培地中で宿主細胞を培養し、培養された細胞または細胞の培地からポリペプチドを精製することができる。あるいは、本発明の核酸は、例えばT7プロモーター調節配列およびT7ポリメラーゼを用いてインビトロの複写および翻訳がされてもよい。 In order to produce the fusion polypeptide of the present invention, a host cell is cultured in a medium under conditions that allow expression of the polypeptide encoded by the nucleic acid of the present invention. The peptide can be purified. Alternatively, the nucleic acids of the invention may be copied and translated in vitro, for example using T7 promoter regulatory sequences and T7 polymerase.
本発明のタンパク質複合体を作製するには、上述した第1、第2および第3の融合ポリペプチドをそれぞれコードする第1、第2および第3の核酸を含む宿主細胞を、これら3つの核酸によりコードされるポリペプチドの発現、および、発現されたポリペプチド間における三重らせんコイルの形成を可能とさせる条件下、培地中で培養し、培養された細胞または細胞の培地からタンパク質複合体を精製することができる。宿主細胞が、プロリン残基をヒドロキシル化する酵素活性を含む真核細胞であると好ましい。 In order to produce the protein complex of the present invention, a host cell containing the first, second and third nucleic acids encoding the first, second and third fusion polypeptides, respectively, described above, is prepared using these three nucleic acids. Culturing in medium and purifying the protein complex from the cultured cells or cell culture medium under conditions that allow expression of the polypeptide encoded by and the formation of a triple helical coil between the expressed polypeptides can do. It is preferred that the host cell is a eukaryotic cell containing an enzymatic activity that hydroxylates a proline residue.
本発明の1つまたはそれ以上の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の記載において説明する。本発明のその他の特徴、目的および特長は、当該記載および図面から、そして特許請求の範囲から明らかとなるであろう。 The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and features of the invention will be apparent from the description and drawings, and from the claims.
本発明は、ヒト三重らせんコイルの足場ドメインにインフレームで融合する異種タンパク質結合ドメインが結合活性を保持する、および得られる融合ポリペプチドが三重らせんコイルを形成する、という予期せぬ発見に、少なくとも一部基づいている。図1に示されているのは、本発明のタンパク質複合体の1例である。この図に示されているように、三重らせんコイルタンパク質複合体の6つの末端は、6つの異種タンパク質結合ドメイン、すなわち一本鎖抗体(scFv)のFvフラグメントにインフレームで融合する。 The present invention provides at least the unexpected discovery that a heterologous protein binding domain that fuses in-frame to the scaffold domain of a human triple helix coil retains binding activity and that the resulting fusion polypeptide forms a triple helix coil. Based on part. Shown in FIG. 1 is an example of the protein complex of the present invention. As shown in this figure, the six ends of the triple helix coil protein complex are fused in-frame to six heterologous protein binding domains, ie, Fv fragments of a single chain antibody (scFv).
本発明のタンパク質複合体は従来の抗体よりも優れている。また、6つのドメインのうち2つまたはそれ以上が互いに同一である場合、該タンパク質複合体は1つの結合パートナー(例えば抗原)に特異な2〜6つの結合ドメインを備えることができ、これに比べて従来の抗体はそのようなドメインを2つしか備えない。言い換えると、抗原に対し二価でしかない従来の抗体とは異なり、当該タンパク質複合体は二、三、四、五または六価となり得る。その結果として、従来の抗体よりも高い各種親和性を持つようにすることができる。その高い親和性のために、従来の抗体よりも、必要とされるタンパク質複合体の量は少なく、かつインキュベーション期間は短くなり、望ましいゴールが達成される。例えば治療上の効果としては、これにより治療コストが低くなり、かつ副作用(例えば望ましくない免疫反応)が最小限に抑えられる。一方、6つのドメインのうち2つまたはそれ以上が互いに異なる場合、本発明のタンパク質複合体は、2〜6つの異なる結合パートナーに特異である2〜6つの結合ドメインを備えることができる。特異性の異なる多数の結合パートナー部位を1ユニットに統合することによって、多数の結合パートナーをまとめる能力が備わるため、治療、組織再生、および活性タンパク質機械(active protein machinery)(例えばマルチサブユニット酵素)の組立において、ナノメーターレベルでの望ましい使用が可能となる。 The protein complex of the present invention is superior to conventional antibodies. Alternatively, if two or more of the six domains are identical to each other, the protein complex can comprise 2 to 6 binding domains specific for one binding partner (eg, an antigen) compared to this. Conventional antibodies have only two such domains. In other words, unlike conventional antibodies that are only bivalent to the antigen, the protein complex can be 2, 3, 4, 5 or hexavalent. As a result, various affinities higher than those of conventional antibodies can be obtained. Because of its high affinity, less protein complex is required than conventional antibodies, and the incubation period is shortened to achieve the desired goal. For example, as a therapeutic effect, this lowers the cost of treatment and minimizes side effects (eg, undesirable immune reactions). On the other hand, if two or more of the six domains are different from each other, the protein complex of the invention can comprise 2 to 6 binding domains that are specific for 2 to 6 different binding partners. The ability to combine multiple binding partners by consolidating multiple binding partner sites with different specificities into one unit provides for treatment, tissue regeneration, and active protein machinery (eg, multi-subunit enzymes) In this assembly, the desired use at the nanometer level is possible.
ヒトのインビボでの使用において、本発明のタンパク質複合体はヒト由来であることが好ましい。例えば、それには、ヒトC1q、コレクチンファミリータンパク質、またはコラーゲンポリペプチド鎖のようなヒト由来のらせんコイル足場にインフレームで融合するヒト化一本鎖抗体配列などが含まれる。ヒトC1qおよびコラーゲンはいずれも血中で極めて安定であるので、当該タンパク質複合体は従来の抗体に比べてより安定である。 For human in vivo use, the protein complex of the present invention is preferably derived from a human. For example, it includes a humanized single chain antibody sequence fused in-frame to a human-derived helical coil scaffold such as human C1q, collectin family protein, or collagen polypeptide chain. Since human C1q and collagen are both extremely stable in blood, the protein complex is more stable than conventional antibodies.
コラーゲンは哺乳動物に存在する最も豊富なタンパク質である。それは、リピートトリプレット配列Gly−X1−X2を含むと共に、かかるトリプレットの存在が3本のコラーゲンのポリペプチド鎖(α鎖)を三重らせん構造に折り畳ませ得る細胞外基質タンパク質である。トリプレット配列Gly−X1−X2におけるX2の位置のアミノ酸はプロリンであることが多く、それはコラーゲンの三重らせん構造を安定にするためコラーゲンポリペプチド鎖の翻訳後修飾によってしばしば4−ヒドロキシル化される。プロリンのヒドロキシル化なしには、コラーゲンの主要な三重らせん構造が生理的温度以下で熱的に不安定になる(BergおよびProckop、Biochem Biophys Res Commun 52:115-120、1973;Rosenbloomら、Arch Biochem Biophys 158:478-484、1973)。ヒトの血清中には多くのコラーゲン様ドメインを有するコラーゲン様タンパク質が存在しており、感染性生物からの防御において先天性免疫システムの役目を果たす。これらには、補体タンパク質C1q、コレクチンファミリータンパク質−マンノース結合レクチン(MBL)、サーファクタントタンパク質AおよびD(SP−AおよびSP−D)が含まれる。これらコラーゲン様タンパク質間で共通な構造的特徴は、これらがいずれも、そのコラーゲン様ドメインの三重らせんが集合した後、三量体分子が堆積または鎖間ジスルフィド架橋することにより、多量体タンパク質ユニットの形をとることにある。したがって、これら「防御コラーゲン」分子の結合ドメインの機能的親和性(functional affinity)は、多量体化を通して大いに向上する。 Collagen is the most abundant protein present in mammals. It is an extracellular matrix protein that contains the repeat triplet sequence Gly-X1-X2 and the presence of such triplets can fold three collagen polypeptide chains (α chains) into a triple helical structure. The amino acid at position X2 in the triplet sequence Gly-X1-X2 is often proline, which is often 4-hydroxylated by post-translational modification of the collagen polypeptide chain to stabilize the triple helix structure of the collagen. Without proline hydroxylation, the major triple helix structure of collagen becomes thermally unstable at sub-physiological temperatures (Berg and Prockop, Biochem Biophys Res Commun 52: 115-120, 1973; Rosenbloom et al., Arch Biochem Biophys 158: 478-484, 1973). Collagen-like proteins with many collagen-like domains are present in human serum and play a role in the innate immune system in protecting against infectious organisms. These include complement protein C1q, collectin family protein-mannose binding lectin (MBL), surfactant proteins A and D (SP-A and SP-D). A common structural feature among these collagen-like proteins is that the trimeric molecules accumulate or interchain disulfide bridges after the triple-helix of the collagen-like domain is assembled. To take shape. Thus, the functional affinity of the binding domains of these “defense collagen” molecules is greatly improved through multimerization.
本発明のタンパク質複合体またはポリペプチドは組み換え技術により得ることができる。該複合体のポリペプチドをコードする適当な宿主細胞の核酸に導入してから、該核酸にコードされたポリペプチドの発現と該ポリペプチド間における三重らせんコイルの形成とを可能とする条件下でポリペプチドを発現させることができる。三重らせんコイル足場の形成を促進するために、コラーゲン生合成の鍵酵素である宿主細胞のプロリル4−ヒドロキシラーゼ(P4HA)で同時発現させることが可能である。 The protein complex or polypeptide of the present invention can be obtained by recombinant techniques. After introduction into the nucleic acid of a suitable host cell encoding the polypeptide of the complex, under conditions that allow expression of the polypeptide encoded by the nucleic acid and formation of a triple helical coil between the polypeptides. The polypeptide can be expressed. In order to promote the formation of a triple helical coil scaffold, it can be co-expressed with host cell prolyl 4-hydroxylase (P4HA), a key enzyme in collagen biosynthesis.
異種タンパク質ドメインには抗体またはそのフラグメント(例えばその抗原結合フラグメント)が含まれ得る。ここで用いられる「抗体」という用語は、免疫グロブリン分子またはその免疫学的に活性である部位、すなわち抗原結合部位のことをいう。それは、少なくとも1つ、そして好ましくは2つの重(H)鎖可変領域(VH)と、少なくとも1つ、そして好ましくは2つの軽(L)鎖可変領域(VL)とを含むタンパク質のことをいう。VHおよびVL領域はさらに、「フレームワーク領域」(FR)と呼ばれるより保存性の高い領域の間に位置する、「相補決定領域(「CDR」)」と呼ばれる超可変の領域に細分されていてもよい。フレームワーク領域およびCDRの範囲ははっきりと定義がされている(参照することにより本明細書に組み込まれるKabatら(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interes、Fifth Edition, U.S. Department of Health and Human Services, NIH Publication No. 91-3242、およびChothiaら(1987)J. Mol. Biol. 196:901-917を参照)。各VHおよびVLはアミノ末端からカルボキシ末端まで次の順序:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4、で並ぶ3つのCDRおよび4つのFRよりなっている。抗体はさらに、重および軽鎖定常領域を含み、これにより重および軽免疫グロブリン鎖がそれぞれ形成されるようになっていてもよい。重鎖定常領域は3つのドメイン、CH1、CH2およびCH3からなる。軽鎖定常領域は1つのドメイン、CLからなる。重および軽鎖の可変領域は、抗原と作用する結合ドメインを含む。抗体の定常領域は通常、免疫システムの各種細胞(例えばエフェクター細胞)および古典的補体系の第1成分(C1q)を含む宿主組織または因子への抗体の結合を仲介する。 The heterologous protein domain can include an antibody or fragment thereof (eg, an antigen-binding fragment thereof). The term “antibody” as used herein refers to an immunoglobulin molecule or an immunologically active site thereof, ie, an antigen binding site. It refers to a protein comprising at least one and preferably two heavy (H) chain variable regions (VH) and at least one and preferably two light (L) chain variable regions (VL). . The VH and VL regions are further subdivided into hypervariable regions called “complementary determining regions (“ CDRs ”)” located between more conserved regions called “framework regions” (FR). Also good. Framework regions and CDR ranges are clearly defined (Kabat et al. (1991) Sequences of Proteins of Immunological Interes, Fifth Edition, US Department of Health and Human Services, NIH, which is incorporated herein by reference. Publication No. 91-3242 and Chothia et al. (1987) J. Mol. Biol. 196: 901-917). Each VH and VL consists of 3 CDRs and 4 FRs arranged in the following order from the amino terminus to the carboxy terminus: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. The antibody may further comprise heavy and light chain constant regions, thereby forming heavy and light immunoglobulin chains, respectively. The heavy chain constant region is comprised of three domains, CH1, CH2 and CH3. The light chain constant region is comprised of one domain, CL. The variable regions of the heavy and light chains contain a binding domain that acts with an antigen. The constant region of an antibody typically mediates the binding of the antibody to host tissues or factors including various cells of the immune system (eg, effector cells) and the first component of the classical complement system (C1q).
本明細書で「免疫グロブリン」という用語は、実質的に免疫グロブリン遺伝子によってコードされる1つまたはそれ以上のポリペプチドからなるタンパク質のことをいう。存在が認められているヒト免疫グロブリン遺伝子には、カッパ、ラムダ、アルファ(IgA1およびIgA2)、ガンマ(IgG1、IgG2,IgG3、IgG4)、デルタ、エプシロンならびにミュー定常領域遺伝子、そしてさらに無数の免疫グロブリン可変領域遺伝子がある。完全長の免疫グロブリン「軽鎖」(約25KDaまたは214のアミノ酸)は、NH2-末端(約110のアミノ酸)の可変領域遺伝子と、COOH-末端のカッパまたはラムダ定常領域遺伝子とによってコードされる。同じように、完全長の免疫グロブリン「重鎖」(約50KDaまたは446のアミノ酸)は、可変領域遺伝子(約116のアミノ酸)と、他の上記定常領域遺伝子のうちの1つ、例えばガンマ(約330のアミノ酸をコードする)とによってコードされる。 As used herein, the term “immunoglobulin” refers to a protein consisting essentially of one or more polypeptides encoded by immunoglobulin genes. Among the recognized human immunoglobulin genes are kappa, lambda, alpha (IgA1 and IgA2), gamma (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), delta, epsilon and mu constant region genes, and the myriad immunoglobulins There are variable region genes. A full-length immunoglobulin “light chain” (approximately 25 KDa or 214 amino acids) is encoded by the NH2-terminal (approximately 110 amino acids) variable region gene and the COOH-terminal kappa or lambda constant region gene. Similarly, a full-length immunoglobulin “heavy chain” (approximately 50 KDa or 446 amino acids) is composed of a variable region gene (approximately 116 amino acids) and one of the other constant region genes described above, such as gamma (approximately Encodes 330 amino acids).
抗体の「抗原結合フラグメント」(または「抗体部分(antibody portion)」、または「フラグメント」)は、本明細書においては、例えばEGFRまたはCD3ポリペプチドあるいはそのフラグメントである抗原に特異的に結合する能力を保持する1つまたはそれ以上の完全長の抗体のフラグメントのことをいう。抗体の抗原結合フラグメントの例としては、限定はされないが、(i)Fabフラグメント、VL、VH、CLおよびCH1ドメインからなる一価フラグメント、(ii)F(ab’)2フラグメント、ヒンジ領域にてジスルフィドブリッジにより連結される2つのFabフラグメントを含む二価フラグメント、(iii)VHおよびCHlドメインからなるFdフラグメント、(iv)抗体の1本のアームのVLおよびVHドメインからなるFvフラグメント、(v)VHドメインからなるdAb領域(Wardら、(1987) Nature 341:544-546)、(vi)単離相補決定領域(CDR)、ならびに(vii)VLまたはVHドメインが含まれる。さらに、Fvフラグメントの2つのドメイン、VLおよびVHは、別々の遺伝子によりコードされるが、これらは組み換え法を用い、合成リンカーにより結合させることができ、この合成リンカーはこれらを、VLおよびVH領域が組になって一価分子を形成する一本のタンパク質鎖とさせることができる(一本鎖Fv(scFv)として知られる。例えばBirdら (1988) Science 242:423-426、およびHustonら (1988)PROC. Natl. Acad. Sci USA 85:5879-5883参照)。このような一本鎖抗体もまた、抗体の「抗原結合フラグメント」という用語に包含される。これらの抗体フラグメントは当業者に知られる従来の手法により得ることができ、かつ、当該フラグメントは実用に供することのできるよう、インタクト抗体と同じ方式で選別される。 An “antigen-binding fragment” (or “antibody portion” or “fragment”) of an antibody as used herein is the ability to specifically bind to an antigen, eg, an EGFR or CD3 polypeptide or fragment thereof. Refers to one or more full-length antibody fragments that retain Examples of antibody antigen-binding fragments include, but are not limited to, (i) a Fab fragment, a monovalent fragment consisting of VL, VH, CL and CH1 domains, (ii) an F (ab ′) 2 fragment, in the hinge region A bivalent fragment comprising two Fab fragments linked by a disulfide bridge, (iii) an Fd fragment consisting of the VH and CHI domains, (iv) an Fv fragment consisting of the VL and VH domains of one arm of the antibody, (v) A dAb region consisting of a VH domain (Ward et al. (1987) Nature 341: 544-546), (vi) an isolated complementary determining region (CDR), and (vii) a VL or VH domain. In addition, the two domains of the Fv fragment, VL and VH, are encoded by separate genes, but these can be joined by a synthetic linker using recombinant methods, which bind them to the VL and VH regions. Can be combined into a single protein chain that forms a monovalent molecule (known as single chain Fv (scFv). For example, Bird et al. (1988) Science 242: 423-426, and Huston et al. ( 1988) PROC. Natl. Acad. Sci USA 85: 5879-5883). Such single chain antibodies are also encompassed within the term “antigen-binding fragment” of an antibody. These antibody fragments can be obtained by conventional techniques known to those skilled in the art, and the fragments are selected in the same manner as intact antibodies so that they can be put to practical use.
適した抗体にはモノクローナル抗体がある。別の実施形態において、抗体は、組み換え技術、例えばファージディスプレイまたはコンビナトリアル手法により作製したものであってもよい。抗体を作製するためのファージディスプレイおよびコンビナトリアル手法は当該技術分野において周知である(例えば、Ladnerら、米国特許第5,223,409号明細書;Kangら、国際公開第92/18619号パンフレット;Dowerら、国際公開第91/17271号パンフレット;Winterら、国際公開第O92/20791号パンフレット;Marklandら、国際公開第92/15679号パンフレット;Breitlingら、国際公開第93/01288号パンフレット;McCaffertyら、国際公開第92/01047号パンフレット;Garrardら、国際公開第92/09690号パンフレット;Ladnerら、国際公開第90/02809号パンフレット;Fuchsら、(1991)Bio/Technology 9:1370-1372;Hayら、(1992) Hum Antibod Hybridomas 3:81-85;Huseら、(1989)Science 246:1275-1281;Griffthsら、(1993)EMBO J 12:725-734;Hawkinsら、(1992)J Mol Biol 226:889-896;Clacksonら、(1991)Nature 352:624-628;Gramら、(1992) PNAS 89:3576-3580;Garradら、(1991)Bio/Technology 9:1373-1377;Hoogenboomら、(1991)Nuc Acid Res 19:4133-4137、およびBarbasら、(1991)PNAS 88:7978-7982を参照、これらすべての内容は参照することにより本明細書に組み込まれる)。 Suitable antibodies include monoclonal antibodies. In another embodiment, the antibody may be one produced by recombinant techniques, such as phage display or combinatorial techniques. Phage display and combinatorial techniques for generating antibodies are well known in the art (eg, Ladner et al., US Pat. No. 5,223,409; Kang et al., WO 92/18619; Dower). WO 91/17271 pamphlet; Winter et al., WO 92/20791 pamphlet; Markland et al., WO 92/15679 pamphlet; Breitling et al., WO 93/01288 pamphlet; McCafferty et al., WO92 / 01047 pamphlet; Garrard et al., WO92 / 09690 pamphlet; Ladner et al., WO90 / 02809 pamphlet; Fuchs et al. (1991) Bio / Technology 9: 1370-1372; Hay et al. (1992) Hum Antibod Hybridomas 3: 81-85; Huse et al. (1989) Science 246: 1275-1281; Griffths et al., 1993) EMBO J 12: 725-734; Hawkins et al. (1992) J Mol Biol 226: 889-896; Clackson et al. (1991) Nature 352: 624-628; Gram et al. (1992) PNAS 89: 3576-3580 Garrad et al. (1991) Bio / Technology 9: 1373-1377; see Hoogenboom et al. (1991) Nuc Acid Res 19: 4133-4137, and Barbas et al. (1991) PNAS 88: 7978-7982, all of these The contents of which are incorporated herein by reference).
1つの実施形態において、抗体は、完全ヒト抗体(例えば、ヒト免疫グロブリン配列からの抗体を産出するよう遺伝子操作を受けたマウスで作られた抗体)、または非ヒト抗体、例えば齧歯動物(マウスまたはラット)、ヤギ、霊長類の動物(例えばサル)、ラクダの抗体である。非ヒト抗体は齧歯動物(マウスまたはラット抗体)とするのが好ましい。齧歯動物抗体を作製する方法は当該技術分野において周知である。 In one embodiment, the antibody is a fully human antibody (eg, an antibody made in a mouse that has been genetically engineered to produce antibodies from human immunoglobulin sequences), or a non-human antibody, such as a rodent (mouse). Or rat), goat, primate animal (eg monkey), camel antibody. The non-human antibody is preferably a rodent (mouse or rat antibody). Methods for making rodent antibodies are well known in the art.
ヒトモノクローナル抗体は、マウスの系ではなく、ヒト免疫グロブリン遺伝子を持つトランスジェニックマウスを用いて生成することができる。目的の抗原で免疫されたこれらトランスジェニックマウスからの脾細胞は、ヒトタンパク質のエピトープに対し特異的親和性があるヒトmAbを分泌するハイブリドーマを作出するのに用いられる(例えば、Woodら、国際公開第91/00906号パンフレット;Kucherlapatiら、国際公開第91/10741号パンフレット;Lonbergら、国際公開第92/03918号パンフレット;Kayら、国際公開第92/03917号パンフレット;Lonberg,Nら、1994 Nature 368:856-859、Green,L.Lら、1994 Nature Genet. 7:13-21;Morrisonら、1994 Proc. Natl.Acad. Sci. USA 81:6851-6855;Bruggemanら、1993 Year Immunol 7:33-40;Tuaillonら、1993 PNAS 90:3720-3724;Bruggemanら、1991 Eur J Immuno 21:1323-1326を参照。)。 Human monoclonal antibodies can be generated using transgenic mice with human immunoglobulin genes rather than mouse systems. Splenocytes from these transgenic mice immunized with the antigen of interest are used to generate hybridomas that secrete human mAbs with specific affinity for human protein epitopes (see, eg, Wood et al., International Publications). 91/00906 pamphlet; Kucherlapati et al., WO 91/10741 pamphlet; Lonberg et al., WO 92/03918 pamphlet; Kay et al., WO 92/03917 pamphlet; Lonberg, N et al., 1994 Nature 368: 856-859, Green, LL et al., 1994 Nature Genet. 7: 13-21; Morrison et al., 1994 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 6851-6855; Bruggeman et al., 1993 Year Immunol 7: 33- 40; see Tuaillon et al., 1993 PNAS 90: 3720-3724; Bruggeman et al., 1991 Eur J Immuno 21: 1323-1326).
抗体は、可変領域または例えばCDRなどその一部が、非ヒト生物、例えばラットまたはマウスにおいて産出されたものであってよい。キメラ、CDR−グラフト、およびヒト化抗体が使用可能である。例えばラットまたはマウスのような非ヒト生物で産出されてから、ヒトにおける抗原性を低減するために例えば可変フレームワークまたは定常領域において修飾がなされた抗体は、本発明の範囲に含まれる。 An antibody may be one in which a variable region or part thereof, such as a CDR, has been produced in a non-human organism, such as a rat or mouse. Chimeras, CDR-grafts, and humanized antibodies can be used. Antibodies that are produced in a non-human organism such as a rat or mouse and then modified, for example, in the variable framework or constant region, to reduce antigenicity in humans are within the scope of the invention.
キメラ抗体は、当該技術分野において周知である組み換えDNA技術によって作製することができる。例として、マウス(またはその他の種の)モノクローナル抗体分子のFc定常領域をコードする遺伝子を制限酵素により消化して、マウスFcをコードする領域を除去してから、ヒトFc定常領域をコードする遺伝子の相当部位で置換する(Robinsonら、国際特許出願PCT/US86/02269号;Akiraら、欧州特許出願第184,187号明細書;Taniguchi,M、欧州特許出願第171,496号明細書;Morrisonら、欧州特許出願第173,494号明細書;Neubergerら、国際公開第86/01533号パンフレット;Cabillyら、米国特許第4,816,567号明細書;Cabillyら 欧州特許出願第125,023号明細書;Betterら、(1998 Science 240:1041-1043);Liuら、(1987) PNAS 84:3439-3443;Liuら、1987,J.Immunol 139:3521-3526;Sunら、(1987) PNAS 84:214-218;Nishimuraら、1987,Canc.Res. 47:999-1005;Woodら、(1985) Nature 314:446-449;およびShawら、1998, J. Natl Cancer Inst. 89:1553-1559を参照)。 Chimeric antibodies can be made by recombinant DNA techniques well known in the art. As an example, a gene encoding the Fc constant region of a mouse (or other species) monoclonal antibody molecule is digested with restriction enzymes to remove the region encoding mouse Fc and then the gene encoding the human Fc constant region (Robinson et al., International Patent Application PCT / US86 / 02269; Akira et al., European Patent Application No. 184,187; Taniguchi, M, European Patent Application No. 171,496; Morrison European Patent Application No. 173,494; Neuberger et al., WO 86/01533; Cabilly et al., US Pat. No. 4,816,567; Cabilly et al. European Patent Application No. 125,023. Better et al. (1998 Science 240: 1041-1043); Liu et al. (1987) PNAS 84: 3439-3443; Liu et al., 1987, J. Immunol 139: 3521-3526; Sun et al. (1987) PNAS 84: 214-218; Nishi mura et al., 1987, Canc. Res. 47: 999-1005; Wood et al. (1985) Nature 314: 446-449; and Shaw et al., 1998, J. Natl Cancer Inst. 89: 1553-1559).
ヒト化またはCDRグラフト抗体は、少なくとも1つまたは2つ、ただし通常は3つすべてのレシピエントの(重およびまたは軽免疫グロブリン鎖の)CDRが、ドナーCDRで置き換えられる。抗体が非ヒトCDRの少なくとも1部で置き換えられても、あるいは、CDRのいくつかだけが非ヒトCDRで置き換えられてもよい。ヒト化抗体またはそのフラグメントの結合に要されるCDRの数だけ置き換えればよいのである。ドナーが齧歯動物の抗体、例えばラットまたはマウス抗体であり、かつレシピエントがヒトフレームワークまたはヒトコンセンサスフレームワークであると好ましい。一般に、CDRを提供する免疫グロブリンは「ドナー」と呼ばれ、フレームワークを提供する免疫グロブリンは「アクセプター」と呼ばれる。1つの実施形態において、ドナー免疫グロブリンはヒト以外(例えば齧歯動物)である。アクセプターのフレームワークは、天然(例えばヒト)フレームワークまたはコンセンサスフレームワーク、または、約85%またはこれ以上、好ましくは90%、95%、99%またはこれ以上がそれと同一な配列である。本明細書で「コンセンサス配列」とは、関連配列のファミリー中にて最も頻繁に出現するアミノ酸(またはヌクレオチド)から形成される配列のことをいう(例えば、Winnaker、From Genes to Clones (Verlagsgesellschaft, Weinheim, Germany 1987) 参照)。タンパク質のファミリーにおいて、コンセンサス配列中の各位置は、該ファミリーにおけるその位置に最も頻繁に出現するアミノ酸によって占められる。2つのアミノ酸が同等に頻繁に出現する場合は、どちらかがコンセンサス配列に含まれ得る。「コンセンサスフレームワーク」とは、コンセンサス免疫グロブリン配列中のフレームワーク領域のことをいう。 In a humanized or CDR-grafted antibody, the CDRs of at least one or two but usually all three recipients (heavy and / or light immunoglobulin chains) are replaced with donor CDRs. The antibody may be replaced with at least a portion of a non-human CDR, or only some of the CDRs may be replaced with non-human CDRs. It is only necessary to replace the number of CDRs required for binding of the humanized antibody or fragment thereof. Preferably, the donor is a rodent antibody, such as a rat or mouse antibody, and the recipient is a human framework or a human consensus framework. In general, immunoglobulins that provide CDRs are called “donors” and immunoglobulins that provide the framework are called “acceptors”. In one embodiment, the donor immunoglobulin is non-human (eg, a rodent). The acceptor framework is a natural (eg human) framework or a consensus framework, or a sequence that is about 85% or more, preferably 90%, 95%, 99% or more identical. As used herein, a “consensus sequence” refers to a sequence formed from the most frequently occurring amino acids (or nucleotides) in a family of related sequences (eg, Winnaker, From Genes to Clones (Verlagsgesellschaft, Weinheim , Germany 1987). In a family of proteins, each position in the consensus sequence is occupied by the amino acid that occurs most frequently at that position in the family. If two amino acids appear equally frequently, either can be included in the consensus sequence. “Consensus framework” refers to a framework region in a consensus immunoglobulin sequence.
抗体は当該技術分野において周知の方法でヒト化することができる。ヒト化抗体は、抗原の結合に直接かかわりのないFv可変領域の配列を、ヒトFv可変領域からの相当する配列で置き換えることによって生成することができる。ヒト化抗体を生成する一般的な方法は、Morrison,S.L、1985,Science 229:1202-1207、Oiら、1986,BioTechniques 4:214、ならびにQueenら、米国特許第5,585,089号明細書、米国特許第5,693,761号明細書および米国特許第5,693,762号明細書により提示されており、これらのすべての内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。それらの方法は、少なくとも1つの重または軽鎖からの免疫グロブリンFv可変領域のすべてまたは一部をコードする核酸配列を単離する工程、操作する工程、および発現させる工程を含む。かかる核酸のソースは当業者にはよく知られており、例えば、目的のポリペプチドまたはそのフラグメントに対する抗体を産出するハイブリドーマから得ることができる。よって、ヒト化抗体またはそのフラグメントをコードする組み換えDNAを、適当な発現ベクターにクローニングすることができる。 Antibodies can be humanized by methods well known in the art. Humanized antibodies can be generated by replacing sequences of the Fv variable region that are not directly involved in antigen binding with corresponding sequences from the human Fv variable region. General methods for generating humanized antibodies are described in Morrison, SL, 1985, Science 229: 1202-1207, Oi et al., 1986, BioTechniques 4: 214, and Queen et al., US Pat. No. 5,585,089. US Pat. No. 5,693,761 and US Pat. No. 5,693,762, the contents of all of which are incorporated herein by reference. These methods include isolating, manipulating, and expressing a nucleic acid sequence encoding all or part of an immunoglobulin Fv variable region from at least one heavy or light chain. Such nucleic acid sources are well known to those of skill in the art and can be obtained, for example, from hybridomas that produce antibodies to the polypeptide of interest or a fragment thereof. Thus, recombinant DNA encoding a humanized antibody or fragment thereof can be cloned into an appropriate expression vector.
特定のアミノ酸が置換、欠失または追加されたヒト化抗体は足場に融合することもできる。好ましいヒト化抗体は、例えば抗原への結合を改善する目的で、フレームワーク領域にアミノ酸置換基を有する。例えば、ヒト化抗体は、ドナーのフレームワークの残基またはレシピエントのフレームワーク残基以外の別なアミノ酸と同一であるフレームワークの残基を備える。このような抗体を生成するため、選択された、少数のヒト化免疫グロブリン鎖のアクセプターフレームワーク残基を、対応するドナーアミノ酸で置き換えることができる。好ましい置換基の配置としては、アミノ酸残基をCDRに隣接させる、またはCDRと作用することのできる配置などがある。ドナーからアミノ酸を選ぶ基準は、US5,585,089号に記載されており、その内容は本明細書では参照することにより組み込まれる。ヒト化抗体のその他の技術は、Padlanら、欧州特許出願公開第519596号明細書に記載されている。 Humanized antibodies in which specific amino acids are substituted, deleted or added can also be fused to a scaffold. Preferred humanized antibodies have amino acid substitutions in the framework regions, for example for the purpose of improving binding to the antigen. For example, a humanized antibody comprises a framework residue that is identical to another amino acid other than a donor framework residue or a recipient framework residue. To generate such antibodies, selected few humanized immunoglobulin chain acceptor framework residues can be replaced with corresponding donor amino acids. Preferred arrangements of substituents include arrangements in which amino acid residues are adjacent to or can act on CDRs. Criteria for selecting amino acids from donors are described in US Pat. No. 5,585,089, the contents of which are hereby incorporated by reference. Other techniques for humanized antibodies are described in Padlan et al., EP 519596.
本発明は、本発明のタンパク質複合体を形成する融合ポリペプチドをコードする核酸をも含む。核酸は、ファージディスプレイライブラリーから選別された、または上記の適した抗体または抗体の誘導体を発現する細胞株から(RT−PCRによって)単離されたものとすることができる。核酸は発現ベクターに機能的にライゲートされてもよい。核酸またはベクターで形質転換された細胞を、本発明の融合ポリペプチドまたはタンパク質複合体を作製するのに用いることができる。抗体を作製するのに有用な細胞としては、昆虫細胞および哺乳動物の細胞(例えばCHOまたはリンパ細胞)などがある。 The present invention also includes a nucleic acid encoding a fusion polypeptide that forms a protein complex of the present invention. The nucleic acid can be selected from a phage display library or isolated (by RT-PCR) from a cell line that expresses a suitable antibody or antibody derivative as described above. The nucleic acid may be functionally ligated to an expression vector. Cells transformed with nucleic acids or vectors can be used to make the fusion polypeptides or protein complexes of the invention. Cells useful for making antibodies include insect cells and mammalian cells (eg, CHO or lymphocytes).
本発明のタンパク質複合体は、細胞毒素のような治療成分(therapeutic moiety)、治療薬または放射性イオンにコンジュゲートすることができる。細胞毒素または細胞毒性薬には、細胞に有害なあらゆる薬剤が含まれる。例としては、タクソール、サイトカラシンB、グラミシジンD、エチジウムブロマイド、エメチン、マイトマイシン、エトポシド、テノポシド(tenoposide)、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジヒドロキシアントラシンジオン、ミトキサントロン、ミトラマイシン、アクチノマイシンD、1−デヒドロテストステロン、グルココルチコイド、プロカイン、テトラカイン、リドカイン、プロプラノロール、ピューロマイシン、メイタンシノイド(maytansinoids)、例えばメイタンシノール(maytansinol)(米国特許第5,208,020号明細書参照)、CC−1065(米国特許第5,475,092号明細書、米国特許第5,585,499号明細書、米国特許第5,846,545号明細書参照)およびそのアナログまたはホモログがある。治療薬には、限定はされないが、代謝拮抗物質(例えばメトトレキサート、6−メルカプトプリン、6−チオグアニン、シタラビン、5−フルオロウラシルデカルバジン)、アルキル化剤(例えばメクロレタミン、チオエパクロラムブシル(thioepa chlorambucil)、CC−1065、メルファラン、カルムスチン(BSNU)およびロムスチン(CCNU)、シクロトスファミド(cyclothosphamide)、ブスルファン、ジブロモマンニトール、ストレプトゾトシン、マイトマイシンC、およびシスジクロロジアミン白金(II)(DDP)(シスプラチン)、アントラサイクリン(例えばダウノルビシン(旧ダウノマイシン)およびドクソルビシン)、抗生物質(例えばダクチノマイシン、(旧アクチノマイシン)、ブレオマイシン、ミトラマイシンおよびアントラマイシン(AMC))、ならびに抗分裂剤(例えばビンクリスチン、ビンブラスチン、タクソールおよびメイタンシノイド)が含まれる。放射性イオンには、限定はされないが、ヨード、イットリウムおよびプラセオジムが含まれる。 The protein complexes of the invention can be conjugated to therapeutic moieties such as cytotoxins, therapeutic agents or radioactive ions. A cytotoxin or cytotoxic agent includes any agent that is detrimental to cells. Examples include taxol, cytochalasin B, gramicidin D, ethidium bromide, emetine, mitomycin, etoposide, tenoposide, vincristine, vinblastine, colchicine, doxorubicin, daunorubicin, dihydroxyanthracindione, mitoxantrone, amitinomycin Mycin D, 1-dehydrotestosterone, glucocorticoid, procaine, tetracaine, lidocaine, propranolol, puromycin, maytansinoids such as maytansinol (see US Pat. No. 5,208,020) ), CC-1065 (see US Pat. No. 5,475,092, US Pat. No. 5,585,499, US Pat. No. 5,846,545) ) And analogs or homologues thereof. The therapeutic agents include, but are not limited to, antimetabolites (eg, methotrexate, 6-mercaptopurine, 6-thioguanine, cytarabine, 5-fluorouracil decarbazine), alkylating agents (eg, mechlorethamine, thioepachlorambucil (thioepa chlorambucil). ), CC-1065, melphalan, carmustine (BSNU) and lomustine (CCNU), cyclothosphamide, busulfan, dibromomannitol, streptozotocin, mitomycin C, and cisdichlorodiamineplatinum (II) (DDP) (cisplatin) ), Anthracyclines (eg, daunorubicin (formerly daunomycin) and doxorubicin), antibiotics (eg, dactinomycin, (formerly actinomycin), bleomycin, mitramycin and Anthramycin (AMC)), and anti-mitotic agents (eg, vincristine, vinblastine, and taxol and maytansinoids) include. Radioactive ions include, but are not limited to, iodine, include yttrium and praseodymium.
コンジュゲートは所定の生物学的反応を修飾するのに用いることができ、薬物成分(drug moiety)は古典的な化学治療薬に限定されると解されるべきではない。例えば、薬物成分は、所望の生物学的活性を備えたタンパク質またはポリペプチドであり得る。かかるタンパク質には、例として、アブリン、リシンA、緑膿菌外毒素もしくはジフテリア毒素のような毒素、腫瘍壊死因子、α−インターフェロン、β−インターフェロン、神経成長因子、血小板由来成長因子、組織プラスミノーゲンアクチベータのようなタンパク質、または、例えばリンフォカイン、インターロイキン−1(「IL−1」)、インターロイキン−2(「IL−2」)、インターロイキン−6(「IL−6」)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(「GM−CSF」)、 顆粒球コロニー刺激因子(「G-CSF」)もしくはその他の成長因子のような生物学的反応修飾物質が含まれる。 Conjugates can be used to modify a given biological response, and the drug moiety should not be construed as limited to classic chemotherapeutic drugs. For example, the drug component can be a protein or polypeptide with the desired biological activity. Examples of such proteins include abrin, ricin A, toxins such as Pseudomonas aeruginosa exotoxin or diphtheria toxin, tumor necrosis factor, α-interferon, β-interferon, nerve growth factor, platelet derived growth factor, tissue plasminol A protein such as a gene activator or, for example, lymphokines, interleukin-1 (“IL-1”), interleukin-2 (“IL-2”), interleukin-6 (“IL-6”), granulocytes Biological response modifiers such as macrophage colony stimulating factor ("GM-CSF"), granulocyte colony stimulating factor ("G-CSF") or other growth factors are included.
異種結合ドメインの特異性をベースとしている上述のタンパク質複合体およびコンジュゲートは、ガン、炎症疾患、代謝疾患、繊維化疾患、および心臓血管疾患を含むさまざまな疾患を治療するために用いることができる。よって本発明は、例えば、それを必要とする対象に本発明のタンパク質複合体を有効量投与することによって、このような疾患を治療する方法に特徴を有する。治療を受けるべき対象は、疾患に特徴付けられる状態を持つまたは獲得する危険があるものとして確認することができる。この方法は、単独で、またはその他の薬物もしくは治療法と併用して行うことが可能である。 The above protein complexes and conjugates based on the specificity of the heterologous binding domain can be used to treat a variety of diseases including cancer, inflammatory diseases, metabolic diseases, fibrotic diseases, and cardiovascular diseases. . Thus, the present invention is characterized by a method for treating such diseases, for example, by administering an effective amount of the protein complex of the present invention to a subject in need thereof. The subject to be treated can be identified as having or at risk of acquiring a condition characterized by the disease. This method can be performed alone or in combination with other drugs or therapies.
その多重特異性という特徴により、本発明のタンパク質複合体は、本来は互いにつながっていない分子または細胞を架橋するのに用いられ得る。この特徴は細胞ベースの治療に対しとりわけ有用である。一例において、タンパク質複合体における1つの異種ドメインは、細胞障害性細胞上のエフェクター抗原に特異的に結合することによって細胞傷害性細胞(例えば細胞傷害性T細胞)を活性化させることができ、同時に他の異種ドメインは、破壊するべき病原細胞または悪性細胞上の標的抗原に特異的に結合する。このようにして、タンパク質複合体は病原または悪性細胞によって引き起こされる疾病を治療することができるのである。 Due to its multispecificity, the protein complex of the present invention can be used to cross-link molecules or cells that are not originally linked to each other. This feature is particularly useful for cell-based therapy. In one example, one heterologous domain in a protein complex can activate a cytotoxic cell (eg, a cytotoxic T cell) by specifically binding to an effector antigen on a cytotoxic cell, while simultaneously Other heterologous domains specifically bind to the target antigen on the pathogenic or malignant cell to be destroyed. In this way, the protein complex can treat diseases caused by pathogenic or malignant cells.
細胞傷害性T細胞の活性化は、本発明のタンパク質複合体による、細胞障害性T細胞表面のエフェクター抗原としてのCD3抗原の結合を通して起こり得る。その他のリンパ球様細胞結合型(lymphoid cell-associated)エフェクター抗原には、ヒトCD16抗原、NKG2D抗原、NKp46抗原、CD2抗原、CD28抗原、CD25抗原、CD64抗原、およびCD89抗原などがある。これらエフェクター抗原に結合することによって、単球、好中性顆粒球および樹枝状細胞のようなエフェクター細胞の活性化がもたらされる。よって、これら活性化された細胞は、標的細胞に対し細胞傷害またはアポトーシス効果を発揮する。 Activation of cytotoxic T cells can occur through the binding of CD3 antigen as an effector antigen on the surface of cytotoxic T cells by the protein complex of the present invention. Other lymphoid cell-associated effector antigens include human CD16 antigen, NKG2D antigen, NKp46 antigen, CD2 antigen, CD28 antigen, CD25 antigen, CD64 antigen, and CD89 antigen. Binding to these effector antigens results in activation of effector cells such as monocytes, neutrophil granulocytes and dendritic cells. Thus, these activated cells exert a cytotoxic or apoptotic effect on the target cells.
標的抗原は、病気の状態に付随する標的細胞上にユニークに発現(uniquely express)する抗原であるが、健康な状態では発現しない、低レベルで発現する、あるいはアクセスできない(non-accessible)ものである。悪性細胞に関連するかかる標的抗原の例には、EpCAM、CCR5、CD19、HER−2neu、HER−3、HER−4、EGFR、PSMA、CEA、MUC−1(ムチン)、MUC2、MUC3、MUC4、MUC5.sub.AC、MUC5.sub.B、MUC7、ベータ.hCG、ルイス−Y、CD20、CD33、CD30、ガングリオシドGD3、9−O−アセチル−GD3、GM2、Globo H、フコシル GM1、ポリSA、GD2、カルボアンヒドラーゼ(Carboanhydrase)IX (MN/CA IX)、D44v6、ソニックヘッジホッグ(Shh)、Wue−1、形質細胞抗原、(膜結合性)IgE、メラノーマコンドロイチンサルフェートプロテオグリカン(MCSP)、CCR8、TNF−アルファ前駆体、STEAP、メソテリン(mesothelin)、A33抗原、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、Ly−6;デスモグレイン4、E−カドヘリンネオエピトープ、胎児アセチルコリンレセプター、CD25、CA19−9マーカー、CA−125マーカーおよびミュラー管抑制物質(MIS)レセプタータイプII、sTn(シリル化Tn抗原;TAG−72)、FAP(線維芽細胞活性化抗原)、エンドシアリン(endosialin)、EGFRvIII、LG、SASならびにCD63などがある。 A target antigen is an antigen that is uniquely expressed on a target cell associated with a disease state, but is not expressed in a healthy state, expressed at a low level, or non-accessible. is there. Examples of such target antigens associated with malignant cells include EpCAM, CCR5, CD19, HER-2neu, HER-3, HER-4, EGFR, PSMA, CEA, MUC-1 (mucin), MUC2, MUC3, MUC4, MUC5. sub. AC, MUC5. sub. B, MUC7, beta. hCG, Lewis-Y, CD20, CD33, CD30, Ganglioside GD3, 9-O-acetyl-GD3, GM2, Globo H, Fucosyl GM1, Poly SA, GD2, Carboanhydrase IX (MN / CA IX) , D44v6, Sonic hedgehog (Shh), Wue-1, plasma cell antigen, (membrane-bound) IgE, melanoma chondroitin sulfate proteoglycan (MCSP), CCR8, TNF-alpha precursor, STEAP, mesothelin, A33 antigen , Prostate stem cell antigen (PSCA), Ly-6; desmoglein 4, E-cadherin neoepitope, fetal acetylcholine receptor, CD25, CA19-9 marker, CA-125 marker and Muellerian tube inhibitor (MIS) receptor type II, s Examples include Tn (silylated Tn antigen; TAG-72), FAP (fibroblast activation antigen), endosialin, EGFRvIII, LG, SAS and CD63.
「治療する(treating)」という用語は、病気、病気の症状、病気による二次的な病状、または病気にかかり易い素因を治す(cure)、緩和する(alleviate)、軽減する(relieve)、修復する(remedy)、予防する(prevent)、または改善する(ameliorate)ことを目的とし、対象に組成物を投与することとして定義される。「有効量」とは、治療を受ける対象において例えば上述したような医学的に望ましい結果を生じさせることのできる組成物の量のことである。 The term “treating” is used to cure, alleviate, reduce, or repair a disease, symptom of the disease, a secondary medical condition due to the disease, or a predisposition to the disease. It is defined as administering a composition to a subject with the aim of remedy, preventing or ameliorate. An “effective amount” is the amount of the composition that can produce a medically desirable result, eg, as described above, in a subject to be treated.
1つのインビボアプローチでは、治療組成物(例えば本発明のタンパク質複合体を含む組成物)を対象に投与する。通常、該複合体は医薬的に許容される担体(例えば生理食塩水)に懸濁されており、経口でもしくは静脈内注射により投与される、または皮下、筋肉、鞘内、腹腔内、直腸内、膣内、鼻腔内、胃内、気管内もしくは肺内に注射もしくは注入される。 In one in vivo approach, a therapeutic composition (eg, a composition comprising a protein complex of the invention) is administered to a subject. Usually, the complex is suspended in a pharmaceutically acceptable carrier (eg, saline) and is administered orally or by intravenous injection, or subcutaneous, intramuscular, intrathecal, intraperitoneal, intrarectal. Injected or injected into the vagina, nasal cavity, stomach, trachea or lung.
必要な投与量は、投与経路の選択、剤形の性質、対象の疾病の性質、対象の大きさ、体重、表面積、年齢および性別、投与されている他の薬物、ならびに主治医の判断によって決まる。適切な投与量は0.01〜100.0mg/kgの範囲である。必要とされる投与量の増減は、利用可能な組成物の種類、および各種投与経路の異なる効率を考慮して予測される。例えば、経口投与は静脈注射による投与よりも高い投与量を要するであろうことが予想できる。これら投与量の増減の程度は、当該技術分野においてよく理解されているような、標準的な経験的ルーチンによって調整し至適化することができる。適した運搬媒体(例えば高分子微粒子または埋め込み型装置)に組成物をカプセル封入すれば、特に経口デリバリーにおいて、運搬の効率を向上させることができる。 The required dosage will depend on the choice of route of administration, the nature of the dosage form, the nature of the subject's disease, the subject's size, weight, surface area, age and gender, other drugs being administered, and the judgment of the attending physician. A suitable dose is in the range of 0.01 to 100.0 mg / kg. The required increase or decrease in dosage is anticipated taking into account the type of composition available and the different efficiencies of the various routes of administration. For example, it can be expected that oral administration will require higher doses than administration by intravenous injection. The extent of these dose increases and decreases can be adjusted and optimized by standard empirical routines as is well understood in the art. Encapsulating the composition in a suitable delivery medium (eg, polymeric microparticles or implantable device) can improve delivery efficiency, particularly in oral delivery.
医薬的に許容される担体および有効量の本発明のタンパク質複合体を含む医薬組成物も、本発明の範囲内に含まれる。医薬組成物は上記した疾患を処置するのに用いることができる。医薬的に許容される担体には、溶剤、分散媒、コーティング、抗菌および抗真菌剤、ならびに等張および吸収遅延剤が含まれる。医薬組成物は、従来の方法を用い、それぞれ異なる投与経路に合った剤形に形成することができる。 Also included within the scope of the present invention are pharmaceutical compositions comprising a pharmaceutically acceptable carrier and an effective amount of a protein complex of the present invention. The pharmaceutical composition can be used to treat the diseases described above. Pharmaceutically acceptable carriers include solvents, dispersion media, coatings, antibacterial and antifungal agents, and isotonic and absorption delaying agents. The pharmaceutical composition can be formed into dosage forms suitable for different administration routes using conventional methods.
本発明の組成物の有効性はインビトロとインビボの両方において評価できる。インビボ試験では、組成物を動物(例えばマウスモデル)に注射してから、その治療上の効果を調べることができる。その結果に基づいて、適切な投与量の範囲と投与経路が決められる。 The effectiveness of the composition of the present invention can be evaluated both in vitro and in vivo. For in vivo testing, the composition can be injected into an animal (eg, a mouse model) and then examined for its therapeutic effect. Based on the results, an appropriate dose range and administration route can be determined.
以下の具体例は、説明にすぎず、いかなる方式においてもこの開示以外のものを限定するものではないと解されるべきである。詳述はしなくとも、当業者は、本明細書の記載に基づいて、本発明を最大限利用できると考えられる。本明細書に引用されるすべての刊行物は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。 The following specific examples are merely illustrative and should not be construed as limiting the invention in any manner other than this disclosure. Without being detailed, it is believed that those skilled in the art can make maximum use of the present invention based on the description herein. All publications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.
実施例1
M13ファージディスプレイライブラリーをスクリーニングして、EGFRに特異的に結合するヒト一本鎖可変フラグメント(scFv)を同定した。多数のクローンを同定した。ウェスタンブロッティングおよびELISAによる確認ののち、さらなる実験のために1つのクローン、erb_scFvを選んだ。標準方法により、erb_scFvをコードするcDNAを得てから、発現ベクターにライゲートした。以下に示すのは、erb_scFvのポリペプチド配列(配列番号1)とそれをコードするヌクレオチド配列(配列番号2)である。
Example 1
The M13 phage display library was screened to identify human single chain variable fragments (scFv) that specifically bind to EGFR. A number of clones were identified. After confirmation by Western blotting and ELISA, one clone, erb_scFv, was selected for further experiments. CDNA encoding erb_scFv was obtained by standard methods and then ligated into an expression vector. Shown below is the polypeptide sequence of erb_scFv (SEQ ID NO: 1) and the nucleotide sequence encoding it (SEQ ID NO: 2).
配列番号1
MetAlaGluValGlnLeuLeuGluSerGlyGlyGlyLeuValGlnProGlyGlySerLeuArgLeuSerCysAlaAlaSerGlyPheThrPheSerSerTyrAlaMetSerTrpValArgGlnAlaProGlyLysGlyLeuGluTrpValSerAspIleGlyAlaSerGlySerAlaThrSerTyrAlaAspSerValLysGlyArgPheThrIleSerArgAspAsnSerLysAsnThrLeuTyrLeuGlnMetAsnSerLeuArgAlaGluAspThrAlaValTyrTyrCysAlaLysSerThrThrThrPheAspTyrTrpGlyGlnGlyThrLeuValThrValSerSerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerThrAspIleGlnMetThrGlnSerProSerSerLeuSerAlaSerValGlyAspArgValThrIleThrCysArgAlaSerGlnSerIleSerSerTyrLeuAsnTrpTyrGlnGlnLysProGlyLysAlaProLysLeuLeuIleTyrAspAlaSerAlaLeuGlnSerGlyValProSerArgPheSerGlySerGlySerGlyThrAspPheThrLeuThrIleSerSerLeuGlnProGluAspPheAlaThrTyrTyrCysGlnGlnTyrAlaAspTyrProThrThrPheGlyGlnGlyThrLysValGluIleLysArg
SEQ ID NO: 1
MetAlaGluValGlnLeuLeuGluSerGlyGlyGlyLeuValGlnProGlyGlySerLeuArgLeuSerCysAlaAlaSerGlyPheThrPheSerSerTyrAlaMetSerTrpValArgGlnAlaProGlyLysGlyLeuGluTrpValSerAspIleGlyAlaSerGlySerAlaThrSerTyrAlaAspSerValLysGlyArgPheThrIleSerArgAspAsnSerLysAsnThrLeuTyrLeuGlnMetAsnSerLeuArgAlaGluAspThrAlaValTyrTyrCysAlaLysSerThrThrThrPheAspTyrTrpGlyGlnGlyThrLeuValThrValSerSerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerThrAspIleGlnMetThrGlnSerProSerSerLeuSerAlaSerValGlyAspArgValThrIleThrCysArgAlaSerGlnSerIleSerSerTyrLeuAsnTrpTyrGlnGlnLysProGlyLysAlaProLysLeuLeuIleTyrAspAlaSerAlaLeuGlnSerGlyValProSerArgPheSerGlySerGlySerGlyThrAspPheThrLeuThrIleSerSerLeuGlnProGluAspPheAlaThrTyrTyrCysGlnGlnTyrAlaAspTyrProThrThrPheGlyGlnGlyThrLysValGluIleLysArg
配列番号2
ATGGCCGAGGTGCAGCTGTTGGAGTCTGGGGGAGGCTTGGTACAGCCTGGGGGGTCCCTGAGACTCTCCTGTGCAGCCTCTGGATTCACCTTTAGCAGCTATGCCATGAGCTGGGTCCGCCAGGCTCCAGGGAAGGGGCTGGAGTGGGTCTCAGATATTGGTGCTTCTGGTTCTGCTACATCTTACGCAGACTCCGTGAAGGGCCGGTTCACCATCTCCAGAGACAATTCCAAGAACACGCTGTATCTGCAAATGAACAGCCTGAGAGCCGAGGACACGGCCGTATATTACTGTGCGAAATCTACTACTACTTTTGACTACTGGGGCCAGGGAACCCTGGTCACCGTCTCGAGCGGTGGAGGCGGTTCAGGCGGAGGTGGCAGCGGCGGTGGCGGGTCGACGGACATCCAGATGACCCAGTCTCCATCCTCCCTGTCTGCATCTGTAGGAGACAGAGTCACCATCACTTGCCGGGCAAGTCAGAGCATTAGCAGCTATTTAAATTGGTATCAGCAGAAACCAGGGAAAGCCCCTAAGCTCCTGATCTATGATGCATCCGCTTTGCAAAGTGGGGTCCCATCAAGGTTCAGTGGCAGTGGATCTGGGACAGATTTCACTCTCACCATCAGCAGTCTGCAACCTGAAGATTTTGCAACTTACTACTGTCAACAGTATGCTGATTATCCTACTACGTTCGGCCAAGGGACCAAGGTGGAAATCAAACGG
SEQ ID NO: 2
ATGGCCGAGGTGCAGCTGTTGGAGTCTGGGGGAGGCTTGGTACAGCCTGGGGGGTCCCTGAGACTCTCCTGTGCAGCCTCTGGATTCACCTTTAGCAGCTATGCCATGAGCTGGGTCCGCCAGGCTCCAGGGAAGGGGCTGGAGTGGGTCTCAGATATTGGTGCTTCTGGTTCTGCTACATCTTACGCAGACTCCGTGAAGGGCCGGTTCACCATCTCCAGAGACAATTCCAAGAACACGCTGTATCTGCAAATGAACAGCCTGAGAGCCGAGGACACGGCCGTATATTACTGTGCGAAATCTACTACTACTTTTGACTACTGGGGCCAGGGAACCCTGGTCACCGTCTCGAGCGGTGGAGGCGGTTCAGGCGGAGGTGGCAGCGGCGGTGGCGGGTCGACGGACATCCAGATGACCCAGTCTCCATCCTCCCTGTCTGCATCTGTAGGAGACAGAGTCACCATCACTTGCCGGGCAAGTCAGAGCATTAGCAGCTATTTAAATTGGTATCAGCAGAAACCAGGGAAAGCCCCTAAGCTCCTGATCTATGATGCATCCGCTTTGCAAAGTGGGGTCCCATCAAGGTTCAGTGGCAGTGGATCTGGGACAGATTTCACTCTCACCATCAGCAGTCTGCAACCTGAAGATTTTGCAACTTACTACTGTCAACAGTATGCTGATTATCCTACTACGTTCGGCCAAGGGACCAAGGTGGAAATCAAACGG
次いで、発現ベクターを昆虫細胞株ショウジョウバエS2中で発現させた。抗EGFR erb_scFvを精製し、ウェスタンブロット分析およびELISAにかけて、そのEGFRに対する特異性を確認した。 The expression vector was then expressed in the insect cell line Drosophila S2. Anti-EGFR erb_scFv was purified and subjected to Western blot analysis and ELISA to confirm its specificity for EGFR.
RT−PCRを行って、抗CD3モノクローナル抗体OKT3の重鎖可変領域 (VH)および軽鎖可変領域(VL)をコードするcDNAをハイブリドーマ細胞株から得た。続いて、2つのcDNAをライゲートして、OKT3のVH−VLの融合タンパク質をコードする融合配列を作製した。以下に示すのは、この融合タンパク質のポリペプチド配列(配列番号3)とそれをコードするcDNAの配列(配列番号4)である。 RT-PCR was performed to obtain cDNA encoding the heavy chain variable region (VH) and light chain variable region (VL) of the anti-CD3 monoclonal antibody OKT3 from the hybridoma cell line. Subsequently, the two cDNAs were ligated to produce a fusion sequence encoding the OKT3 VH-VL fusion protein. Shown below is the polypeptide sequence of this fusion protein (SEQ ID NO: 3) and the cDNA sequence encoding it (SEQ ID NO: 4).
配列番号3
ValGlnLeuGlnGlnSerGlyAlaGluLeuAlaArgProGlyAlaSerValLysMetSerCysLysAlaSerGlyTyrThrPheThrArgTyrThrMetHisTrpValLysGlnArgProGlyGlnGlyLeuGluTrpIleGlyTyrIleAsnProSerArgGlyTyrThrAsnTyrAsnGlnLysPheLysAspLysAlaThrLeuThrThrAspLysSerSerSerThrAlaTyrMetGlnLeuSerSerLeuThrSerGluAspSerAlaValTyrTyrCysAlaArgTyrTyrAspAspHisTyrCysLeuAspTyrTrpGlyGlnGlyThrThrValThrValSerSerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerAspIleValLeuThrGlnSerProAlaIleMetSerAlaSerProGlyGluLysValThrMetThrCysSerAlaSerSerSerValSerTyrMetAsnTrpTyrGlnGlnLysSerGlyThrSerProLysArgTrpIleTyrAspThrSerLysLeuAlaSerGlyValProAlaHisPheArgGlySerGlySerGlyThrSerTyrSerLeuThrIleSerGlyMetGluAlaGluAspAlaAlaThrTyrTyrCysGlnGlnTrpSerSerAsnProPheThrPheGlySerGlyThrLysLeuGluLeuLysArg
SEQ ID NO: 3
ValGlnLeuGlnGlnSerGlyAlaGluLeuAlaArgProGlyAlaSerValLysMetSerCysLysAlaSerGlyTyrThrPheThrArgTyrThrMetHisTrpValLysGlnArgProGlyGlnGlyLeuGluTrpIleGlyTyrIleAsnProSerArgGlyTyrThrAsnTyrAsnGlnLysPheLysAspLysAlaThrLeuThrThrAspLysSerSerSerThrAlaTyrMetGlnLeuSerSerLeuThrSerGluAspSerAlaValTyrTyrCysAlaArgTyrTyrAspAspHisTyrCysLeuAspTyrTrpGlyGlnGlyThrThrValThrValSerSerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerAspIleValLeuThrGlnSerProAlaIleMetSerAlaSerProGlyGluLysValThrMetThrCysSerAlaSerSerSerValSerTyrMetAsnTrpTyrGlnGlnLysSerGlyThrSerProLysArgTrpIleTyrAspThrSerLysLeuAlaSerGlyValProAlaHisPheArgGlySerGlySerGlyThrSerTyrSerLeuThrIleSerGlyMetGluAlaGluAspAlaAlaThrTyrTyrCysGlnGlnTrpSerSerAsnProPheThrPheGlySerGlyThrLysLeuGluLeuLysArg
配列番号4
GTCCAGCTGCAGCAGTCAGGGGCTGAACTGGCAAGACCTGGGGCCTCAGTGAAGATGTCCTGCAAGGCTTCTGGCTACACCTTTACTAGGTACACGATGCACTGGGTAAAACAGAGGCCTGGACAGGGTCTGGAATGGATTGGATACATTAATCCTAGCCGTGGTTATACTAATTACAATCAGAAGTTCAAGGACAAGGCCACATTGACTACAGACAAATCCTCCAGCACAGCCTACATGCAACTGAGCAGCCTGACATCTGAGGACTCTGCAGTCTATTACTGTGCAAGATATTATGATGATCATTACTGCCTTGACTACTGGGGCCAAGGGACCACGGTCACCGTCTCCTCAGGTGGAGGCGGTTCAGGCGGAGGTGGCTCTGGCGGTGGCGGATCGGACATTGTGCTAACCCAGTCTCCAGCAATCATGTCTGCATCTCCAGGGGAGAAGGTCACCATGACCTGCAGTGCCAGCTCAAGTGTAAGTTACATGAACTGGTACCAGCAGAAGTCAGGCACCTCCCCCAAAAGATGGATTTATGACACATCCAAACTGGCTTCTGGAGTCCCTGCTCACTTCAGGGGCAGTGGGTCTGGGACCTCTTACTCTCTCACAATCAGCGGCATGGAGGCTGAAGATGCTGCCACTTATTACTGCCAGCAGTGGAGTAGTAACCCATTCACGTTCGGCTCGGGGACCAAGCTGGAGCTGAAACGA
SEQ ID NO: 4
GTCCAGCTGCAGCAGTCAGGGGCTGAACTGGCAAGACCTGGGGCCTCAGTGAAGATGTCCTGCAAGGCTTCTGGCTACACCTTTACTAGGTACACGATGCACTGGGTAAAACAGAGGCCTGGACAGGGTCTGGAATGGATTGGATACATTAATCCTAGCCGTGGTTATACTAATTACAATCAGAAGTTCAAGGACAAGGCCACATTGACTACAGACAAATCCTCCAGCACAGCCTACATGCAACTGAGCAGCCTGACATCTGAGGACTCTGCAGTCTATTACTGTGCAAGATATTATGATGATCATTACTGCCTTGACTACTGGGGCCAAGGGACCACGGTCACCGTCTCCTCAGGTGGAGGCGGTTCAGGCGGAGGTGGCTCTGGCGGTGGCGGATCGGACATTGTGCTAACCCAGTCTCCAGCAATCATGTCTGCATCTCCAGGGGAGAAGGTCACCATGACCTGCAGTGCCAGCTCAAGTGTAAGTTACATGAACTGGTACCAGCAGAAGTCAGGCACCTCCCCCAAAAGATGGATTTATGACACATCCAAACTGGCTTCTGGAGTCCCTGCTCACTTCAGGGGCAGTGGGTCTGGGACCTCTTACTCTCTCACAATCAGCGGCATGGAGGCTGAAGATGCTGCCACTTATTACTGCCAGCAGTGGAGTAGTAACCCATTCACGTTCGGCTCGGGGACCAAGCTGGAGCTGAAACGA
同じ手順を行って、抗EGFRモノクローナル抗体528のVHおよびVLをコードするcDNA、ならびに抗EGFR528のVH−VLの融合タンパク質をコードする融合配列を得た。528モノクローナル抗体は、細胞膜、例えばヒト類表皮癌A431細胞などの細胞膜上のEGFRに結合する。この528一本鎖抗体のポリペプチド配列(配列番号5)およびそれをコードするcDNAの配列(配列番号6)を以下に示す。
The same procedure was followed to obtain a cDNA encoding the VH and VL of anti-EGFR
配列番号5
ValLysLeuGlnGluSerGlySerGluMetAlaArgProGlyAlaSerValLysLeuProCysLysAlaSerGlyAspThrPheThrSerTyrTrpMetHisTrpValLysGlnArgHisGlyHisGlyProGluTrpIleGlyAsnIleTyrProGlySerGlyGlyThrAsnTyrAlaGluLysPheLysAsnLysValThrLeuThrValAspArgSerSerArgThrValTyrMetHisLeuSerArgLeuThrSerGluAspPheAlaValTyrTyrCysThrArgSerGlyGlyProTyrPhePheAspTyrTrpGlyGlnGlyThrThrValThrValSerSerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerMetThrGlnThrProLeuSerLeuProValSerLeuGlyAspGlnAlaSerIleSerCysArgSerSerGlnAsnIleValHisAsnAsnGlyIleThrTyrLeuGluTrpTyrLeuGlnArgProGlyGlnSerProLysLeuLeuIleTyrLysValSerAspArgPheSerGlyValProAspArgPheSerGlySerGlySerGlyThrAspPheThrLeuLysIleSerArgValGluAlaGluAspLeuGlyIleTyrTyrCysPheGlnGlySerHisHisProProThrPheGlyGlyGlyThrLysLeuGlu
SEQ ID NO: 5
ValLysLeuGlnGluSerGlySerGluMetAlaArgProGlyAlaSerValLysLeuProCysLysAlaSerGlyAspThrPheThrSerTyrTrpMetHisTrpValLysGlnArgHisGlyHisGlyProGluTrpIleGlyAsnIleTyrProGlySerGlyGlyThrAsnTyrAlaGluLysPheLysAsnLysValThrLeuThrValAspArgSerSerArgThrValTyrMetHisLeuSerArgLeuThrSerGluAspPheAlaValTyrTyrCysThrArgSerGlyGlyProTyrPhePheAspTyrTrpGlyGlnGlyThrThrValThrValSerSerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerGlyGlyGlyGlySerMetThrGlnThrProLeuSerLeuProValSerLeuGlyAspGlnAlaSerIleSerCysArgSerSerGlnAsnIleValHisAsnAsnGlyIleThrTyrLeuGluTrpTyrLeuGlnArgProGlyGlnSerProLysLeuLeuIleTyrLysValSerAspArgPheSerGlyValProAspArgPheSerGlySerGlySerGlyThrAspPheThrLeuLysIleSerArgValGluAlaGluAspLeuGlyIleTyrTyrCysPheGlnGlySerHisHisProProThrPheGlyGlyGlyThrLysLeuGlu
配列番号6
GTCAAGCTGCAGGAGTCAGGGTCTGAGATGGCGAGGCCTGGAGCTTCAGTGAAGCTGCCCTGCAAGGCTTCTGGCGACACATTCACCAGTTACTGGATGCACTGGGTGAAGCAGAGGCATGGACATGGCCCTGAGTGGATCGGAAATATTTATCCAGGTAGTGGTGGTACTAACTACGCTGAGAAGTTCAAGAACAAGGTCACTCTGACTGTAGACAGGTCCTCCCGCACAGTCTACATGCACCTCAGCAGGCTGACATCTGAGGACTTTGCGGTCTATTATTGTACAAGATCGGGGGGTCCCTACTTCTTTGACTACTGGGGCCAAGGGACCACGGTCACCGTCTCCTCAGGTGGAGGCGGTTCAGGCGGAGGTGGCTCTGGCGGTGGCGGATCGATGACCCAAACTCCACTCTCCCTGCCTGTCAGTCTTGGAGATCAAGCCTCCATCTCTTGCAGATCTAGTCAGAACATTGTACATAATAATGGAATCACCTATTTAGAATGGTACCTGCAAAGGCCAGGCCAGTCTCCAAAGCTCCTGATCTACAAAGTTTCCGACCGATTTTCTGGGGTCCCAGACAGGTTCAGTGGCAGTGGATCAGGGACAGATTTCACACTCAAGATCAGCAGAGTAGAGGCTGAGGATCTGGGAATTTATTACTGCTTTCAAGGTTCACATCATCCTCCCACGTTCGGCGGGGGGACCAAGCTGGAA
SEQ ID NO: 6
GTCAAGCTGCAGGAGTCAGGGTCTGAGATGGCGAGGCCTGGAGCTTCAGTGAAGCTGCCCTGCAAGGCTTCTGGCGACACATTCACCAGTTACTGGATGCACTGGGTGAAGCAGAGGCATGGACATGGCCCTGAGTGGATCGGAAATATTTATCCAGGTAGTGGTGGTACTAACTACGCTGAGAAGTTCAAGAACAAGGTCACTCTGACTGTAGACAGGTCCTCCCGCACAGTCTACATGCACCTCAGCAGGCTGACATCTGAGGACTTTGCGGTCTATTATTGTACAAGATCGGGGGGTCCCTACTTCTTTGACTACTGGGGCCAAGGGACCACGGTCACCGTCTCCTCAGGTGGAGGCGGTTCAGGCGGAGGTGGCTCTGGCGGTGGCGGATCGATGACCCAAACTCCACTCTCCCTGCCTGTCAGTCTTGGAGATCAAGCCTCCATCTCTTGCAGATCTAGTCAGAACATTGTACATAATAATGGAATCACCTATTTAGAATGGTACCTGCAAAGGCCAGGCCAGTCTCCAAAGCTCCTGATCTACAAAGTTTCCGACCGATTTTCTGGGGTCCCAGACAGGTTCAGTGGCAGTGGATCAGGGACAGATTTCACACTCAAGATCAGCAGAGTAGAGGCTGAGGATCTGGGAATTTATTACTGCTTTCAAGGTTCACATCATCCTCCCACGTTCGGCGGGGGGACCAAGCTGGAA
上述の抗EGFR scFv03、OKT3VH−VL、および抗EGFR 528VH−VLをコードするcDNAを、5’末端の短いヒンジ配列、および3’末端のヒスチジンタグ配列を含むXXI型ヒトミニコラーゲンのcDNAにそれぞれインフレームで融合した。以下に示すのは、XXI型ヒトミニコラーゲンのポリペプチドおよびcDNAの配列(それぞれ配列番号7および8)である。 The above-mentioned cDNAs encoding anti-EGFR scFv03, OKT3VH-VL, and anti-EGFR 528VH-VL were respectively inserted into cDNAs of type XXI human minicollagen containing a short hinge sequence at the 5 ′ end and a histidine tag sequence at the 3 ′ end. Fused with a frame. Shown below are the XXI human minicollagen polypeptide and cDNA sequences (SEQ ID NOs: 7 and 8, respectively).
配列番号7
GlyGlyArgGluProLysSerCysAspLysThrHisThrCysProProCysProArgSerIleProGlyProProGlyProIleGlyProGluGlyProArgGlyLeuProGlyLeuProGlyArgAspGlyValProGlyLeuValGlyValProGlyArgProGlyValArgGlyLeuLysGlyLeuProGlyArgAsnGlyGluLysGlySerGlnGlyPheGlyTyrProGlyGluGlnGlyProProGlyProProGlyProGluGlyProProGlyIleSerLysGluGlyProProGlyAspProGlyLeuProGlyLysAspGlyAspHisGlyLysProGlyIleGlnGlyGlnProGlyProProGlyIleCysAspProSerLeuCysPheSerValIleAlaArgArgAspProPheArgLysGlyProAsnTyrSerLeuAspAspSerSerHisHisHisHisHisHisSerSerGly
(注:Proはプロリンまたはヒドロキシプロリンである)
SEQ ID NO: 7
GlyGlyArgGluProLysSerCysAspLysThrHisThrCysProProCysProArgSerIleProGlyProProGlyProIleGlyProGluGlyProArgGlyLeuProGlyLeuProGlyArgAspGlyValProGlyLeuValGlyValProGlyArgProGlyValArgGlyLeuLysGlyLeuProGlyArgAsnGlyGluLysGlySerGlnGlyPheGlyTyrProGlyGluGlnGlyProProGlyProProGlyProGluGlyProProGlyIleSerLysGluGlyProProGlyAspProGlyLeuProGlyLysAspGlyAspHisGlyLysProGlyIleGlnGlyGlnProGlyProProGlyIleCysAspProSerLeuCysPheSerValIleAlaArgArgAspProPheArgLysGlyProAsnTyrSerLeuAspAspSerSerHisHisHisHisHisHisSerSerGly
(Note: Pro is proline or hydroxyproline)
配列番号8
GGCGGCCGCGAGCCCAAATCTTGTGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCAAGATCTATTCCTGGGCCACCTGGTCCGATAGGCCCAGAGGGTCCCAGAGGATTACCTGGTTTGCCAGGAAGAGATGGTGTTCCTGGATTAGTGGGTGTCCCTGGACGTCCAGGTGTCAGAGGATTAAAAGGCCTACCAGGAAGAAATGGGGAAAAAGGGAGCCAAGGGTTTGGGTATCCTGGAGAACAAGGTCCTCCTGGTCCCCCAGGTCCAGAGGGCCCTCCTGGAATAAGCAAAGAAGGTCCTCCAGGAGACCCAGGTCTCCCTGGCAAAGATGGAGACCATGGAAAACCTGGAATCCAAGGGCAACCAGGCCCCCCAGGCATCTGCGACCCATCACTATGTTTTAGTGTAATTGCCAGAAGAGATCCGTTCAGAAAAGGACCAAACTATAGTCTAGACGACAGCAGCCATCATCACCATCACCATAGCAGCGGC
SEQ ID NO: 8
GGCGGCCGCGAGCCCAAATCTTGTGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCAAGATCTATTCCTGGGCCACCTGGTCCGATAGGCCCAGAGGGTCCCAGAGGATTACCTGGTTTGCCAGGAAGAGATGGTGTTCCTGGATTAGTGGGTGTCCCTGGACGTCCAGGTGTCAGAGGATTAAAAGGCCTACCAGGAAGAAATGGGGAAAAAGGGAGCCAAGGGTTTGGGTATCCTGGAGAACAAGGTCCTCCTGGTCCCCCAGGTCCAGAGGGCCCTCCTGGAATAAGCAAAGAAGGTCCTCCAGGAGACCCAGGTCTCCCTGGCAAAGATGGAGACCATGGAAAACCTGGAATCCAAGGGCAACCAGGCCCCCCAGGCATCTGCGACCCATCACTATGTTTTAGTGTAATTGCCAGAAGAGATCCGTTCAGAAAAGGACCAAACTATAGTCTAGACGACAGCAGCCATCATCACCATCACCATAGCAGCGGC
得られた3つの発現ベクターを、ショウジョウバエS2細胞に同時トランスフェクト(co-transfect)した。その細胞をブラストサイジン存在下で培養し、ブラストサイジンに耐性を持つ細胞を選別した。細胞培養上清を回収してから、EGFRおよびCD3に対する抗体活性に対して、ウェスタンブロットとELISAでスクリーニングした。一部のクローンの細胞が三重らせん状の複合体(triple helix complex)を安定に発現していることが発見された。XXI型ヒトミニコラーゲンに似たこれら三重らせん状の複合体は、熱およびペプシンに耐性を示した。より重要なのは、これらがEGFRとCD3の両方に特異的に結合したということである。 The resulting three expression vectors were co-transfected into Drosophila S2 cells. The cells were cultured in the presence of blasticidin, and cells resistant to blasticidin were selected. Cell culture supernatants were collected and then screened by Western blot and ELISA for antibody activity against EGFR and CD3. It was discovered that some clone cells stably expressed a triple helix complex. These triple helical complexes, similar to type XXI human minicollagen, were resistant to heat and pepsin. More importantly, they bound specifically to both EGFR and CD3.
実施例2
この実施例では、3つの融合ポリペプチド、OKT3_scFv−Col、erb_scFv−Col、およびerb_NSPD−scFvを作製した。
Example 2
In this example, three fusion polypeptides, OKT3_scFv-Col, erb_scFv-Col, and erb_NSPD-scFv were generated.
ファージライブラリーの選択
上皮細成長因子レセプター細胞外ドメイン(EGFR−ECD)結合可変フラグメント(scFv)を含むerbファージミドを、ヒトシングルフォールドscFvファージディスプレイライブラリー(Tomlinson I + J;I. M. Tomlinson and G. Winterより親切に提供された、MRCラボラトリー オブ モレキュラーバイオロジー、ケンブリッジ、英国)をスクリーニングすることにより単離した。精製したEGFレセプターの組み換え細胞外ドメイン(EGFR-ECD;リサーチ ダイアグノスティック社(Research Diagnostics, Inc.))10μgを塗布したイムノチューブ(Maxisorp;ヌン(Nunc)、 ロスキレ、デンマーク)を用いて選別を行った。メーカーのプロトコールにしたがって、ブロッキング、パンニング(panning)、洗浄、溶出および溶出ファージの再増幅を行った。
Selection of phage library An erb phagemid containing the epidermal growth factor receptor extracellular domain (EGFR-ECD) binding variable fragment (scFv) was transformed into a human single-fold scFv phage display library (Tomlinson I + J; IM Tomlinson and G. Winter). Isolated by screening the MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK, which was more kindly provided. Selection using an immunotube (Maxisorp; Nunc, Roskilde, Denmark) coated with 10 μg of the purified extracellular domain of the EGF receptor (EGFR-ECD; Research Diagnostics, Inc.) went. Blocking, panning, washing, elution, and reamplification of the eluted phage were performed according to the manufacturer's protocol.
組み換えプラスミドの構築
erbのscFvをコードするcDNAをPCRによりerbファージミドから増幅した。OKT3ハイブリドーマ(ATCC、CRL-8001)の逆転写産物により、ムリンIgG2a抗CD3 mAb OKT3(オルト ファーマシューティカル コーポレーション)をコードする配列を得た。公開されたヌクレオチド配列を基に、RT−PCRによってOKT3 mAbのVLおよびVHのcDNAを得た。グリシンリンカー(GGGS)3でVLおよびVH鎖をつなぐことにより、erbおよびOKT3のscFv PCRの融合を発生させた。
Construction of Recombinant Plasmid cDNA encoding erb scFv was amplified from erb phagemid by PCR. A sequence encoding murine IgG2a anti-CD3 mAb OKT3 (Ortho Pharmaceutical Corporation) was obtained from the reverse transcription product of OKT3 hybridoma (ATCC, CRL-8001). Based on the published nucleotide sequence, OKT3 mAb VL and VH cDNA were obtained by RT-PCR. Fusion of erb and OKT3 scFv PCR was generated by linking the VL and VH chains with a glycine linker (GGGS) 3.
scFv-Colを生成するよう、scFv-Colのコーディング領域には、N末端のscFvヌクレオチド配列と、ヒトIgGのヒンジ領域、コラーゲン様ドメイン(下線部)およびXXI型コラーゲンのNC1ドメインを含む、EPKSCDKTHTCPPCPRSIP(GPP)10GICDPSLCFSVIA-RRDPFRKGPNYのペプチド配列をコードするC末端合成コラーゲン足場遺伝子とが含まれる。以下に示すのは、合成コラーゲン足場ポリペプチドおよびcDNAの配列(それぞれ配列番号9および10)である。 To generate scFv-Col, the coding region of scFv-Col includes an EPKSCDKTHTCPPCPRSIP (which includes an N-terminal scFv nucleotide sequence and human IgG hinge region, collagen-like domain (underlined) and NC1 domain of type XXI collagen ( GPP) 10 GICDPSLCFSVIA-RRDPFRKGPNNY and the C-terminal synthetic collagen scaffold gene encoding the peptide sequence. Shown below are the synthetic collagen scaffold polypeptides and cDNA sequences (SEQ ID NOs: 9 and 10, respectively).
配列番号9
SEQ ID NO: 9:
GluProLysSerCysAspLysThrHisThrCysProProCysProArgSerIleProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyIleCysAspProSerLeuCysPheSerValIleAlaArgArgAspProPheArgLysGlyProAsnTyr
SEQ ID NO: 9
SEQ ID NO: 9:
GluProLysSerCysAspLysThrHisThrCysProProCysProArgSerIleProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyProProGlyIleCysAspProSerLeuCheARAProLyC
配列番号10
GAGCCCAAATCTTGTGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCAAGATCTATTCCTGGGCCACCTGGTCCCCCAGGTCCTCCAGGACCCCCAGGGCCCCCAGGCCCCCCCGGGCCGCCTGGACCCCCAGGGCCACCAGGCCCCCCAGGCATCTGCGACCCATCACTATGTTTTAGTGTAATTGCCAGAAGAGATCCGTTCAGAAAAGGACCAAACTAT
SEQ ID NO: 10
GAGCCCAAATCTTGTGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCAAGATCTATTCCTGGGCCACCTGGTCCCCCAGGTCCTCCAGGACCCCCAGGGCCCCCAGGCCCCCCCGGGCCGCCTGGACCCCCAGGGCCACCAGGCCCCCCAGGCATCTGCGACCCATCACTATGTTTTAGTGTAATTGCCAGAAGAGATCCGTAT
この合成配列(配列番号10)をオーバーラップPCRにより作製し、NotIおよびXhoI部位の隣に位置する(flanking)PCR産物を、同部位の発現ベクターpSecTag2/Hygro(インビトロジェン)にクローニングした。続いて、erbおよびOKT3のscFvを、AscIおよびNotI部位で上述したC末端コラーゲン足場含有構成体にインフレームでクローニングして、erb_scFv−ColおよびOKT3_scFv−Colの発現構成体をそれぞれ作った。 This synthetic sequence (SEQ ID NO: 10) was generated by overlap PCR, and the PCR product flanking next to the NotI and XhoI sites was cloned into the expression vector pSecTag2 / Hygro (Invitrogen) at that site. Subsequently, the scFv of erb and OKT3 were cloned in-frame into the C-terminal collagen scaffold-containing construct described above at the AscI and NotI sites to create expression constructs of erb_scFv-Col and OKT3_scFv-Col, respectively.
次に、erb_NSPD−scFvを作製した。NSPD−scFvのコーディング領域には、ヒトサーファクタントタンパク質D(SPD)のN末端の254のアミノ酸、コレクチンファミリーのメンバー、およびC末端のscFvが含まれていた。以下に示すのは、ヒトサーファクタントタンパク質DのポリペプチドのN末端254アミノ酸およびそのcDNAの配列である(それぞれ配列番号11および12)。 Next, erb_NSPD-scFv was produced. The NSPD-scFv coding region included the N-terminal 254 amino acids of human surfactant protein D (SPD), a member of the collectin family, and the C-terminal scFv. Shown below are the N-terminal 254 amino acids of the human surfactant protein D polypeptide and its cDNA sequence (SEQ ID NOs: 11 and 12, respectively).
配列番号11
MetLeuLeuPheLeuLeuSerAlaLeuValLeuLeuThrGlnProLeuGlyTyrLeuGluAlaGluMetLysThrTyrSerHisArgThrMetProSerAlaCysThrLeuValMetCysSerSerValGluSerGlyLeuProGlyArgAspGlyArgAspGlyArgGluGlyProArgGlyGluLysGlyAspProGlyLeuProGlyAlaAlaGlyGlnAlaGlyMetProGlyGlnAlaGlyProValGlyProLysGlyAspAsnGlySerValGlyGluProGlyProLysGlyAspThrGlyProSerGlyProProGlyProProGlyValProGlyProAlaGlyArgGluGlyProLeuGlyLysGlnGlyAsnIleGlyProGlnGlyLysProGlyProLysGlyGluAlaGlyProLysGlyGluValGlyAlaProGlyMetGlnGlySerAlaGlyAlaArgGlyLeuAlaGlyProLysGlyGluArgGlyValProGlyGluArgGlyValProGlyAsnThrGlyAlaAlaGlySerAlaGlyAlaMetGlyProGlnGlySerProGlyAlaArgGlyProProGlyLeuLysGlyAspLysGlyIleProGlyAspLysGlyAlaLysGlyGluSerGlyLeuProAspValAlaSerLeuArgGlnGlnValGluAlaLeuGlnGlyGlnValGlnHisLeuGlnAlaAlaPheSerGlnTyrLysLysValGluLeuPhe
SEQ ID NO: 11
MetLeuLeuPheLeuLeuSerAlaLeuValLeuLeuThrGlnProLeuGlyTyrLeuGluAlaGluMetLysThrTyrSerHisArgThrMetProSerAlaCysThrLeuValMetCysSerSerValGluSerGlyLeuProGlyArgAspGlyArgAspGlyArgGluGlyProArgGlyGluLysGlyAspProGlyLeuProGlyAlaAlaGlyGlnAlaGlyMetProGlyGlnAlaGlyProValGlyProLysGlyAspAsnGlySerValGlyGluProGlyProLysGlyAspThrGlyProSerGlyProProGlyProProGlyValProGlyProAlaGlyArgGluGlyProLeuGlyLysGlnGlyAsnIleGlyProGlnGlyLysProGlyProLysGlyGluAlaGlyProLysGlyGluValGlyAlaProGlyMetGlnGlySerAlaGlyAlaArgGlyLeuAlaGlyProLysGlyGluArgGlyValProGlyGluArgGlyValProGlyAsnThrGlyAlaAlaGlySerAlaGlyAlaMetGlyProGlnGlySerProGlyAlaArgGlyProProGlyLeuLysGlyAspLysGlyIleProGlyAspLysGlyAlaLysGlyGluSerGlyLeuProAspValAlaSerLeuArgGlnGlnValGluAlaLeuGlnGlyGlnValGlnHisLeuGlnAlaAlaPheSerGlnTyrLysLysValGluLeuPhe
配列番号12
ATGCTGCTCTTCCTCCTCTCTGCACTGGTCCTGCTCACACAGCCCCTGGGCTACCTGGAAGCAGAAATGAAGACCTACTCCCACAGAACAATGCCCAGTGCTTGCACCCTGGTCATGTGTAGCTCAGTGGAGAGTGGCCTGCCTGGTCGCGATGGACGGGATGGGAGAGAGGGCCCTCGGGGCGAGAAGGGGGACCCAGGTTTGCCAGGAGCTGCAGGGCAAGCAGGGATGCCTGGACAAGCTGGCCCAGTTGGGCCCAAAGGGGACAATGGCTCTGTTGGAGAACCTGGACCAAAGGGAGACACTGGGCCAAGTGGACCTCCAGGACCTCCCGGTGTGCCTGGTCCAGCTGGAAGAGAAGGTCCCCTGGGGAAGCAGGGGAACATAGGACCTCAGGGCAAGCCAGGCCCAAAAGGAGAAGCTGGGCCCAAAGGAGAAGTAGGTGCCCCAGGCATGCAGGGCTCGGCAGGGGCAAGAGGCCTCGCAGGCCCTAAGGGAGAGCGAGGTGTCCCTGGTGAGCGTGGAGTCCCTGGAAACACAGGGGCAGCAGGGTCTGCTGGAGCCATGGGTCCCCAGGGAAGTCCAGGTGCCAGGGGACCCCCGGGATTGAAGGGGGACAAAGGCATTCCTGGAGACAAAGGAGCAAAGGGAGAAAGTGGGCTTCCAGATGTTGCTTCTCTGAGGCAGCAGGTTGAGGCCTTACAGGGACAAGTACAGCACCTCCAGGCTGCTTTCTCTCAGTATAAGAAAGTTGAGCTCTTC
SEQ ID NO: 12
ATGCTGCTCTTCCTCCTCTCTGCACTGGTCCTGCTCACACAGCCCCTGGGCTACCTGGAAGCAGAAATGAAGACCTACTCCCACAGAACAATGCCCAGTGCTTGCACCCTGGTCATGTGTAGCTCAGTGGAGAGTGGCCTGCCTGGTCGCGATGGACGGGATGGGAGAGAGGGCCCTCGGGGCGAGAAGGGGGACCCAGGTTTGCCAGGAGCTGCAGGGCAAGCAGGGATGCCTGGACAAGCTGGCCCAGTTGGGCCCAAAGGGGACAATGGCTCTGTTGGAGAACCTGGACCAAAGGGAGACACTGGGCCAAGTGGACCTCCAGGACCTCCCGGTGTGCCTGGTCCAGCTGGAAGAGAAGGTCCCCTGGGGAAGCAGGGGAACATAGGACCTCAGGGCAAGCCAGGCCCAAAAGGAGAAGCTGGGCCCAAAGGAGAAGTAGGTGCCCCAGGCATGCAGGGCTCGGCAGGGGCAAGAGGCCTCGCAGGCCCTAAGGGAGAGCGAGGTGTCCCTGGTGAGCGTGGAGTCCCTGGAAACACAGGGGCAGCAGGGTCTGCTGGAGCCATGGGTCCCCAGGGAAGTCCAGGTGCCAGGGGACCCCCGGGATTGAAGGGGGACAAAGGCATTCCTGGAGACAAAGGAGCAAAGGGAGAAAGTGGGCTTCCAGATGTTGCTTCTCTGAGGCAGCAGGTTGAGGCCTTACAGGGACAAGTACAGCACCTCCAGGCTGCTTTCTCTCAGTATAAGAAAGTTGAGCTCTTC
N末端SPD cDNAを、発現ベクター、pSecTag2/Hygro(インビトロジェン)にNheIおよびAscI部位でクローニングした。続いて、erbのscFvを、AscIおよびXhoI部位で上述したN末端SPD含有構成体にインフレームでクローニングして、erb_NSPD−scFvの発現構成体を作った。 The N-terminal SPD cDNA was cloned into the expression vector, pSecTag2 / Hygro (Invitrogen) with NheI and AscI sites. Subsequently, the erb scFv was cloned in-frame into the N-terminal SPD-containing construct described above at the AscI and XhoI sites to create an expression construct for erb_NSPD-scFv.
erb_scFv−Col、erb_NSPD−scFvおよびOKT3_scFv−Colの各読み取り枠(open reading frame)には、N末端リーダー配列と、分泌、検出および精製に利用されるC末端mycエピトープ/ポリヒスチジンタグとをコードする配列が含まれていた。下表にまとめたのは、上述の発現構成体によりコードされる各種組み換えタンパク質/抗体である。 The erb_scFv-Col, erb_NSPD-scFv, and OKT3_scFv-Col open reading frames encode an N-terminal leader sequence and a C-terminal myc epitope / polyhistidine tag used for secretion, detection and purification. An array was included. The table below summarizes the various recombinant proteins / antibodies encoded by the expression constructs described above.
抗体の発現および精製
組み換えタンパク質複合体/抗体を作製するため、Effectene(Qiagen)を用い、メーカーの取扱説明書にしたがって上述の構成体をマウス骨髄腫NS0細胞に導入した。ハイグロマイシン(400μg/ml)で4週間選別したのち、各安定クローンを、振盪フラスコ中の2%のウシ胎仔血清を含む既知組成培地HyQCDM4NS0(ハイクローン(Hyclone))にて、初播種密度2×105細胞/mlとして培養した。該培養は37℃で5日間、150rpmに保って行った。それら細胞が、上述の抗体ドメインと、コラーゲン足場ドメインつまりコラーゲン足場抗体(CSA)と、を含むタンパク質をコードする発現構成体を保持できるように、培地にアスコルビン酸ナトリウム(80μg/ml)を毎日加えた。
Antibody Expression and Purification To make recombinant protein complexes / antibodies, the above constructs were introduced into mouse myeloma NS0 cells using Effectene (Qiagen) according to the manufacturer's instructions. After selection with hygromycin (400 μg / ml) for 4 weeks, each stable clone was first seeded at a density of 2 × with HyQCDM4NS0 (Hyclone), a known medium containing 2% fetal calf serum in a shake flask. Cultured as 10 @ 5 cells / ml. The culture was performed at 37 ° C. for 5 days at 150 rpm. Daily addition of sodium ascorbate (80 μg / ml) to the medium so that the cells can retain an expression construct encoding a protein comprising the antibody domain described above and a collagen scaffold domain or collagen scaffold antibody (CSA). It was.
erb_scFv、erb_scFv−Fc、erb_scFv−Col、またはOKT3_scFv−Colタンパク質あるいはタンパク質複合体を精製するべく、ろ過した各培地約2Lを、流速60ml/時間で、pH8.0の50mMトリスHClバッファーで平衡化したTゲルカラム(1.5×8cm、Pierce)にかけた。同バッファーで洗浄したのち、その組み換えタンパク質またはタンパク質複合体をpH4.0の50mM酢酸ナトリウムバッファーで溶出した。それらのUV吸収度を280nmで測定し、そのピーク画分を、流速60ml/時間で、pH8.0の0.5M NaCl含有50mMトリスHClバッファーにより平衡化したZnSO4チャージキレーティングセファロースハイトラップカラム(ZnSO4-charged chelating Sepharose HighTrap column)(ベッドボリューム1−ml、GE ヘルスケア)にかけた。そのカラムを先ず20mMのイミダゾールで洗浄してから、結合タンパク質またはタンパク質複合体を同バッファー中にて0.25Mのイミダゾールで溶出した。最終的な調製液をpH7.0の50mM Hepesバッファーに透析した。 To purify erb_scFv, erb_scFv-Fc, erb_scFv-Col, or OKT3_scFv-Col protein or protein complex, approximately 2 L of each filtered medium was equilibrated with 50 mM Tris HCl buffer at pH 8.0 at a flow rate of 60 ml / hour. The gel was applied to a T gel column (1.5 × 8 cm, Pierce). After washing with the same buffer, the recombinant protein or protein complex was eluted with 50 mM sodium acetate buffer at pH 4.0. Their UV absorbance was measured at 280 nm, and the peak fraction was ZnSO4 charged chelating Sepharose high trap column (ZnSO4) equilibrated with 50 mM Tris HCl buffer containing 0.5 M NaCl at pH 8.0 at a flow rate of 60 ml / hour. -charged chelating Sepharose HighTrap column) (bed volume 1-ml, GE Healthcare). The column was first washed with 20 mM imidazole and the bound protein or protein complex was eluted with 0.25 M imidazole in the same buffer. The final preparation was dialyzed against 50 mM Hepes buffer at pH 7.0.
次に、MOPSを用いる10%NuPAGEビス−トリスポリアクリルアミドゲルか、酢酸ナトリウムをランニングバッファー(インビトロジェン)に用いる7%SDS/トリスアセテートポリアクリルアミドゲルのいずれかにより、SDS−PAGEを実行した。続いてクマシーブリリアントブルーR−250でタンパク質を染色した。ChemiImager5500(アルファ イノテック(Alpha Innotech)、サンリアンドロ、カリフォルニア)とソフトウェアAlpha EaseFC(v.4.0; アルファ イノテック)を用い濃度測定を行うことによってタンパク質バンドの濃度を定量化した。 Next, SDS-PAGE was performed with either a 10% NuPAGE bis-Tris polyacrylamide gel using MOPS or a 7% SDS / Tris acetate polyacrylamide gel using sodium acetate as the running buffer (Invitrogen). Subsequently, the protein was stained with Coomassie Brilliant Blue R-250. The concentration of the protein band was quantified by performing densitometry using ChemiImager 5500 (Alpha Innotech, San Leandro, CA) and the software Alpha EaseFC (v4.0; Alpha Innotech).
三重らせんの性質を調べるため、精製されたerb_scFv−Col(1mg/ml)を10mM DTTの非存在または存在下、37℃で1時間インキュベートした。DDT処理サンプルのアリコートをさらに常温で50mM N−エチル−マレイミド(NEM)と30分間反応させて、遊離スルフヒドリル基および三量体の再編成を完全にブロックした。各サンプルからの等量のタンパク質を、酢酸ナトリウムをランニングバッファーとする7% SDS/トリスアセテートポリアクリルアミドゲル上で電気泳動した。そのゲルをクマシーブルーで染色した。精製されたCSAは、ホモ三量体、または、マイルドな還元条件下で2つの三量体に解離可能な鎖間ジスルフィド結合六量体であることが発見された。 To examine the triple helix properties, purified erb_scFv-Col (1 mg / ml) was incubated at 37 ° C. for 1 hour in the absence or presence of 10 mM DTT. An aliquot of the DDT treated sample was further reacted with 50 mM N-ethyl-maleimide (NEM) at ambient temperature for 30 minutes to completely block free sulfhydryl groups and trimer rearrangement. Equal amounts of protein from each sample were electrophoresed on a 7% SDS / Tris acetate polyacrylamide gel with sodium acetate as the running buffer. The gel was stained with Coomassie blue. Purified CSA was found to be a homotrimer or an interchain disulfide bond hexamer that can dissociate into two trimers under mild reducing conditions.
erb_scFv−Colの三量体構造の熱安定性を調べた。2M尿素含有50mMトリス−HCl(pH8.0)中の精製されたerb_scFv−Colを10mMトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)の非存在または存在下常温で処理した。次いで、還元されたサンプルを常温下50mM NEMでアルキル化した。SDSローディングバッファーを混合する前に、等量のタンパク質を含む各サンプルを35、45、55、65、75および85℃で10分間加熱した。そのサンプルを、非還元条件下、MOPSバッファーを用い10%SDS/ビス−トリスポリアクリルアミドゲル上で電気泳動した。そのゲルをクマシーブルーで染色した。その結果、erb_scFv−Col三量体が高い熱安定性を有することが示された。実際には、65℃で10分間処理したのち、50%を超える三量体が残っていた。また、erb_scFv−Colのコラーゲン様ドメインの三量体構造は、プロリルのヒドロキシル化がなされていることもわかった。 The thermal stability of the trimer structure of erb_scFv-Col was investigated. Purified erb_scFv-Col in 50 mM Tris-HCl (pH 8.0) containing 2 M urea was treated at room temperature in the absence or presence of 10 mM Tris (2-carboxyethyl) phosphine (TCEP). The reduced sample was then alkylated with 50 mM NEM at ambient temperature. Prior to mixing the SDS loading buffer, each sample containing an equal amount of protein was heated at 35, 45, 55, 65, 75, and 85 ° C. for 10 minutes. The sample was electrophoresed on a 10% SDS / bis-Tris polyacrylamide gel using MOPS buffer under non-reducing conditions. The gel was stained with Coomassie blue. As a result, it was shown that the erb_scFv-Col trimer has high thermal stability. In practice, after treatment at 65 ° C. for 10 minutes, more than 50% of the trimer remained. It was also found that the trimeric structure of the collagen-like domain of erb_scFv-Col is prolyl hydroxylated.
結合試験
各種の型のerb抗体のEGFR−ECDに対する結合動態(binding kinetics)を、ランニングバッファーHBS-EP(pH7.4の10mM HEPES、150mM NaCl、3mM EDTA、0.005%界面活性剤P20)中で、BIAcore Xバイオセンサー(ビアコア社(BIACORE, Inc.)、ウプサラ、スウェーデン)を用いて測定した。簡単に言うと、EGFR−ECDをアミンカップリングにより、レスポンス単位(RU)が1700程度となるまで、Clセンサーチップ上に固定化し、各種濃度で精製した抗体を流速10μl/分で注入した。pH 3.5の10mMグリシン−HClを5μl注入することによってその表面を再生した。各濃度におけるセンサーグラムを得ると共に、プログラム、BIA Evaluation3.2を用いて評価した。結合データを1:1ラングミュア結合モデルでフィッティングし、解離速度(kdiss)/会合速度(kass)の比として定義される親和定数KDを計算した。その結果を以下の表2に示す。
Binding studies Binding kinetics of various types of erb antibodies to EGFR-ECD in running buffer HBS-EP (10 mM HEPES, pH 7.4, 150 mM NaCl, 3 mM EDTA, 0.005% surfactant P20). And BIAcore X biosensor (BIACORE, Inc., Uppsala, Sweden). Briefly, EGFR-ECD was immobilized on a Cl sensor chip by amine coupling until the response unit (RU) reached about 1700, and the antibody purified at various concentrations was injected at a flow rate of 10 μl / min. The surface was regenerated by injecting 5 μl of 10 mM glycine-HCl at pH 3.5. Sensorgrams at each concentration were obtained and evaluated using the program, BIA Evaluation 3.2. The binding data was fitted with a 1: 1 Langmuir binding model and an affinity constant KD, defined as the ratio of dissociation rate (kdiss) / association rate (kass), was calculated. The results are shown in Table 2 below.
表2に示されるように、EGFR−ECDに対するerb_scFv_Colの結合親和性は、二価(erb_scFv−Fc)および一価 (erb_scFv) mAbカウンターパートよりもそれぞれ約20倍および1000倍強かった。 As shown in Table 2, the binding affinity of erb_scFv_Col to EGFR-ECD was about 20 and 1000 times stronger than the bivalent (erb_scFv-Fc) and monovalent (erb_scFv) mAb counterparts, respectively.
安定性および薬物動態アッセイ
血清安定性アッセイでは、各種形態のerb抗体、erb_scFv_Col、erb_scFv−Fcまたはerb_scFvの安定性を37℃にてヒト血清でインキュベートすることにより測定した。各インキュベーション期間経過後に残った活性抗EGFRの量を定量的ELISAにより測定した。ELISAは、(捕捉試薬としての)組み換えEGFR−ECDと抗c-myc mAb(9E10、シグマケミカル社)、続いて、HRPコンジュゲートアフィニティ精製ポリクローナルヤギ抗マウスIgGと化学発光基質(ピアース バイオテクノロジー社(Pierce Biotechnology, Inc.))を用いて行った。薬物動態アッセイでは、3匹のBALB/cヌードマウスを用いてerb_scFv−Colのクリアランスを分析した。簡単に言うと、事前の採血(pre-bleed)を行ってから、各マウスに25μg(2mg/体重キログラム )のerb_scFv−Colを皮下注射(s.c.)した。続く70時間の間に、定期的に血液サンプルを回収し、ELISAによってそれらのerb_scFv−Colの含有量を評価した。タンパク質はきわめて安定しているということがわかった。
Stability and Pharmacokinetic Assay In the serum stability assay, the stability of various forms of erb antibody, erb_scFv_Col, erb_scFv-Fc or erb_scFv was measured by incubating with human serum at 37 ° C. The amount of active anti-EGFR remaining after each incubation period was measured by quantitative ELISA. ELISA consists of recombinant EGFR-ECD (as capture reagent) and anti-c-myc mAb (9E10, Sigma Chemical) followed by HRP-conjugated affinity purified polyclonal goat anti-mouse IgG and chemiluminescent substrate (Pierce Biotechnology ( Pierce Biotechnology, Inc.)). In the pharmacokinetic assay, the clearance of erb_scFv-Col was analyzed using 3 BALB / c nude mice. Briefly, after pre-bleed, each mouse was subcutaneously injected (sc) with 25 μg (2 mg / kg body weight) of erb_scFv-Col. During the subsequent 70 hours, blood samples were collected periodically and their erb_scFv-Col content assessed by ELISA. The protein was found to be very stable.
T細胞増殖アッセイおよび混合リンパ球反応(MLR)
5−ブロモ-2'−デオキシウリジン(BrdU)細胞増殖アッセイを行った。簡単に言うと、ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を37℃で66時間、10倍段階希釈したOKT3(イーバイオサイエンス社(eBioscience, Inc.))またはOLT3_scFv−Colの存在下、ブラック96ウェル平底組織培養プレート中に2×105細胞/ウェルとなるように加えた10%FBS含有100μl RPMI−1640培地にプレートした。次いでその細胞を10μMのBrdUにより5時間パルス処理した。培地を除去したのち、FixDenatによりワンステップで細胞の固定とDNAの変性を行った。その後、その細胞をペルオキシダーゼ標識抗BrdU抗体(抗BrdU POD、Fagフラグメント)で1.5時間室温にてインキュベートした。マイクロプレートルミノメーター(Hidex, CHAMELEON detection platform、フィンランド)を用いて化学発光検出および定量化を行った。
T cell proliferation assay and mixed lymphocyte reaction (MLR)
A 5-bromo-2′-deoxyuridine (BrdU) cell proliferation assay was performed. Briefly, black peripheral wells in the presence of OKT3 (eBioscience, Inc.) or OLT3_scFv-Col in which human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were serially diluted 10-fold at 37 ° C. for 66 hours. Plated in 100 μl RPMI-1640 medium containing 10% FBS added to flat bottom tissue culture plates at 2 × 10 5 cells / well. The cells were then pulsed with 10 μM BrdU for 5 hours. After removing the medium, cells were fixed and DNA was denatured in one step with FixDenat. The cells were then incubated with peroxidase labeled anti-BrdU antibody (anti-BrdU POD, Fag fragment) for 1.5 hours at room temperature. Chemiluminescence detection and quantification were performed using a microplate luminometer (Hidex, CHAMELEON detection platform, Finland).
一方向性混合リンパ球反応におけるT細胞増殖および免疫抑制を以下のようにして評価した。ヒトPBMCを2人の健康なドナーから採取した(刺激および応答)。刺激または応答細胞を、37℃、5%のCO2を含んだ加湿空気中、完全培地(10%ヒトAB血清、2mMグルタミン、50nM 2−メルカプトエタノール、ならびにそれぞれ100単位/mlのペニシリンおよびストレプトマイシンを加えたRPMI 1640)にて25μg/mlのマイトマイシンC(シグマ−アルドリッチ)で30分間処理してから、RPMI 1640培地中で3回洗浄した。応答細胞を単独で、またはマイトマイシンC処理した刺激細胞もしくはマイトマイシンC応答細胞と1:1で混合し、2×105細胞/ウェルとして200μlの完全培地で培養した。応答細胞をプレートしたのち、精製したOKT3_scFv−ColまたはOKT3を異なる濃度で培養物に速やかに加えた。5日後、培養細胞を10μMのBrdUでパルス処理し、24時間後に回収した。次いで、細胞増殖アッセイを上述の手法で行った。 T cell proliferation and immunosuppression in the unidirectional mixed lymphocyte reaction was evaluated as follows. Human PBMCs were collected from 2 healthy donors (stimulation and response). Stimulatory or responder cells are added to complete medium (10% human AB serum, 2 mM glutamine, 50 nM 2-mercaptoethanol, and 100 units / ml penicillin and streptomycin, respectively, in humidified air containing 5% CO 2 at 37 ° C. RPMI 1640) was treated with 25 μg / ml mitomycin C (Sigma-Aldrich) for 30 minutes and then washed three times in RPMI 1640 medium. Responder cells were mixed alone or with mitomycin C-treated stimulator cells or mitomycin C responder cells and cultured as 2 × 10 5 cells / well in 200 μl complete medium. After plating the responder cells, purified OKT3_scFv-Col or OKT3 was quickly added to the culture at different concentrations. After 5 days, cultured cells were pulsed with 10 μM BrdU and harvested 24 hours later. A cell proliferation assay was then performed as described above.
OKT3_scFv−Colは、T細胞増殖の免疫抑制においてより効果が高く、かつ、T細胞増殖の刺激においては無視できる程度の細胞分裂促進活性を示すことが見出された。 OKT3_scFv-Col was found to be more effective in immunosuppressing T cell proliferation and exhibit negligible mitogenic activity in stimulating T cell proliferation.
サイトカイン測定
ヒトPBMCを、37℃、10倍段階希釈したOKT3またはOKT3_scFv−Colの存在下、2×105細胞/ウェルとなるように、10%FBS含有0.1ml RPMI−1640培地にプレートした。その上清を各時点で回収し、ヒトサイトカインイムノアッセイキット(イーバイオサイエンス社)を用いて多数のサイトカインを測定した。その結果、OKT3_scFv_Colの投与は、マウスOKT3mAbに比較して、無視できる程度のサイトカイン放出しか生じさせないことが示された。
Cytokine measurement Human PBMCs were plated in 0.1 ml RPMI-1640 medium containing 10% FBS to 2 × 10 5 cells / well in the presence of OKT3 or OKT3_scFv-Col diluted 10-fold at 37 ° C. The supernatant was collected at each time point, and a number of cytokines were measured using a human cytokine immunoassay kit (EBioscience). As a result, it was shown that administration of OKT3_scFv_Col produces negligible cytokine release compared to mouse OKT3 mAb.
抗体変位(Antibody Displacement)アッセイ
下記する全ての手順は4℃下で行った。ヒトT細胞を1×106細胞/mlの密度でFCMバッファー(2%FBSおよび0.1%アジ化ナトリウム含有リン酸緩衝食塩水)に懸濁させた。その細胞をマウス総IgG(2μg/ml、ジャクソン イムノリサーチ ラボラトリーズ)で30分処理してから、段階希釈したOKT3_scFv−ColまたはOKT3抗体で1時間インキュベートした。固定した、飽和量(フローサイトメトリーにより判断)のFITCコンジュゲートOKT3(0.25μg/ml、イーバイオサイエンス社より購入) を直接加えた。1時間のインキュベーション後、その細胞をFCMバッファーで洗浄し、FACScan(ベクトンデッキンソン、サンジョゼ、カリフォルニア)を用いフローサイトメトリー法により免疫発光解析を行った。そのデータを、遮断抗体の非存在下OKT3−FITCでT細胞を染色することにより得た平均蛍光強度として定義される最大蛍光強度の抑制率(percent inhibition)として表した。
Antibody Displacement Assay All procedures described below were performed at 4 ° C. Human T cells were suspended in FCM buffer (phosphate buffered saline containing 2% FBS and 0.1% sodium azide) at a density of 1 × 10 6 cells / ml. The cells were treated with mouse total IgG (2 μg / ml, Jackson ImmunoResearch Laboratories) for 30 minutes and then incubated with serially diluted OKT3_scFv-Col or OKT3 antibody for 1 hour. A fixed, saturated amount (determined by flow cytometry) of FITC conjugate OKT3 (0.25 μg / ml, purchased from eBioscience) was added directly. After 1 hour incubation, the cells were washed with FCM buffer, and immunoluminescence analysis was performed by flow cytometry using FACScan (Becton Dickinson, San Jose, Calif.). The data was expressed as percent inhibition of maximum fluorescence intensity, defined as the mean fluorescence intensity obtained by staining T cells with OKT3-FITC in the absence of blocking antibody.
その結果、OKT3_scFv_Colが、天然マウスOKT3 mAbよりも、強力にヒトCD3+T細胞に結合することがわかった。 As a result, it was found that OKT3_scFv_Col binds to human CD3 + T cells more strongly than natural mouse OKT3 mAb.
ヒトIgGを標準として、Bradfordアッセイ(ピアース バイオテクノロジー社製、クーマシープラス試薬(Coomassie plus reagent))によりタンパク質濃度を測定した。アミノ酸分析については、精製したerb_scFv−Colを50mM酢酸に透析し、110℃で24時間、6NのHCl中で加水分解し、Waters PicoTag(登録商標)システムでアミノ酸分析を行った。 The protein concentration was measured by Bradford assay (Pearce Biotechnology, Coomassie plus reagent) using human IgG as a standard. For amino acid analysis, purified erb_scFv-Col was dialyzed against 50 mM acetic acid, hydrolyzed in 6N HCl at 110 ° C. for 24 hours, and amino acid analysis was performed on a Waters PicoTag® system.
これら結果によって、コラーゲン足場抗体が、抗腫瘍および免疫調節いずれの用途においても治療抗体設計に理想的な構造であるということが示される。 These results indicate that the collagen scaffold antibody is an ideal structure for therapeutic antibody design in both anti-tumor and immunomodulatory applications.
本明細書に開示されたすべての特徴は、どのような組合せにも組み合わせることができる。本明細書に開示された各特徴は、同一、均等、または類似の目的を果たす他の特徴で置き換えられてもよい。したがって、特に明示する場合を除いては、開示された各特徴は、単に、包括的な一連の均等または同様の特徴の例に過ぎない。 All features disclosed in this specification can be combined in any combination. Each feature disclosed in this specification may be replaced by another feature serving the same, equivalent, or similar purpose. Thus, unless expressly stated otherwise, each feature disclosed is only an example of a generic series of equivalent or similar features.
上述の記載から、当業者は、本発明の主要な特徴を容易に確認することができると共に、その精神と範囲を逸脱することなく、各種使用および条件に適合するように本発明をさまざまに変更および修飾することができる。よって、その他の実施形態もまた、以下の特許請求の範囲の範囲内に含まれる。 From the above description, those skilled in the art can easily identify the main features of the present invention, and variously modify the present invention to suit various uses and conditions without departing from the spirit and scope thereof. And can be modified. Accordingly, other embodiments are also within the scope of the following claims.
Claims (17)
各ポリペプチドは、
(a)三重らせんコイル足場ドメインであって、
(i)配列番号7、又は配列番号7によりコードされるタンパク質において1個若しくは数個のアミノ酸が変異、挿入、欠失若しくは切断されたタンパク質をコードする配列、或いは
(ii)配列番号9、又は配列番号9によりコードされるタンパク質において1個若しくは数個のアミノ酸が変異、挿入、欠失若しくは切断されたタンパク質をコードする配列
からなる三重らせんコイル足場ドメイン、
(b)前記足場ドメインの1つの末端にインフレームで融合している第1の異種ドメイン
(第1の異種ドメインが
(i)配列番号3、又は配列番号3によりコードされるタンパク質において1個若しくは数個のアミノ酸が変異、挿入、欠失若しくは切断されたタンパク質をコードする配列、或いは
(ii)配列番号4、又は配列番号4によりコードされるタンパク質において、1個若しくは数個のアミノ酸が、変異、挿入、欠失若しくは切断されたタンパク質をコードする配列を含む核酸にコードされる配列
を含む第1の抗体ドメインである)、並びに
(c)前記足場ドメインの別の末端にインフレームで融合している所望による第2の異種ドメイン(第2の異種ドメインが第2の抗体ドメイン、リガンド結合ドメイン、リガンド、レセプター及びプロテオグリカンからなる群から選ばれる結合ドメインであるか、又は、蛍光タンパク質若しくは酵素ドメインである)
からなり、
前記3つのポリペプチドの三重らせんコイル足場ドメインが三量体タンパク質複合体を形成するように互いに作用する、三量体タンパク質複合体。 A trimeric protein complex comprising three polypeptides,
Each polypeptide is
(A) a triple helical coil scaffold domain,
(I) SEQ ID NO: 7, or a sequence encoding a protein in which one or several amino acids are mutated, inserted, deleted or cleaved in the protein encoded by SEQ ID NO: 7, or
(Ii) SEQ ID NO: 9 or a sequence encoding a protein in which one or several amino acids are mutated, inserted, deleted or cleaved in the protein encoded by SEQ ID NO: 9
A triple helical coil scaffolding domain,
(B) a first heterologous domain fused in frame to one end of the scaffold domain (the first heterologous domain is (i) SEQ ID NO: 3 or one in the protein encoded by SEQ ID NO: 3 or A sequence encoding a protein in which several amino acids are mutated, inserted, deleted or truncated, or (ii) SEQ ID NO: 4 or a protein encoded by SEQ ID NO: 4 , wherein one or several amino acids are , insertion, a first antibody domain comprising a sequence encoded by a nucleic acid comprising a sequence encoding a deletion or cleaved protein), and (c) fused in-frame to another end of the scaffold domain An optional second heterologous domain wherein the second heterologous domain is a second antibody domain, a ligand binding domain, a ligand, a receptor Or a binding domain selected from the group consisting of chromatography, and proteoglycan, or a fluorescent protein or an enzymatic domain)
Consists of
A trimeric protein complex in which the triple helical coil scaffold domains of the three polypeptides act together to form a trimeric protein complex.
(i)配列番号1、
(ii)配列番号5、
(iii)配列番号2を含む核酸にコードされる配列、または
(iv)配列番号6を含む核酸にコードされる配列、
を含む、請求項6に記載のタンパク質複合体。 The second antibody domain is
(I) SEQ ID NO: 1,
(Ii) SEQ ID NO: 5,
(Iii) a sequence encoded by a nucleic acid comprising SEQ ID NO: 2, or (iv) a sequence encoded by a nucleic acid comprising SEQ ID NO: 6,
The protein complex according to claim 6 , comprising:
第1の三重らせん足場ドメインおよび該第1の足場ドメインの1つの末端に融合する第1の異種ドメインを含む第1のポリペプチド鎖をコードする第1の核酸と、第2の三重らせん足場ドメインを含む第2のポリペプチド鎖をコードする第2の核酸と、第3の三重らせん足場ドメインを含む第3のポリペプチド鎖をコードする第3の核酸と、を含有する宿主細胞を、該3つの核酸にコードされるポリペプチドの発現およびそれらの間における三重らせんコイルの形成を可能とする条件下、培地で培養する工程、ならびに
培養された細胞または細胞の培地からタンパク質複合体を精製する工程
を含む方法。 A method for producing a trimeric protein complex according to claim 1,
A first nucleic acid encoding a first polypeptide chain comprising a first triple helix scaffold domain and a first heterologous domain fused to one end of the first scaffold domain; and a second triple helix scaffold domain A host cell comprising: a second nucleic acid encoding a second polypeptide chain comprising a third polypeptide chain comprising a third polypeptide chain comprising a third triple helix scaffold domain; Culturing in a medium under conditions that allow expression of a polypeptide encoded by two nucleic acids and formation of a triple helical coil between them, and purifying the protein complex from the cultured cells or cell culture medium Including methods.
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